Gebiet der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern
der Schließbewegung eines von Hand schließbaren Karosseriebauteils für Fahrzeuge,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, beispielsweise einer Schwenktür, Schiebetür, Schwenk/Schiebetür,
Haube, Klappe, eines Schiebedachs oder dergleichen.
Hintergrund der Erfindung
[0002] Karosseriebauteile der vorgenannten Art werden heutzutage zum größten Teil durch
manuelles Betätigen geschlossen. Beim Zuschlagen bzw. Zuwerfen wird häufig zu viel
Energie in den Schließvorgang eingebracht, was das Karosseriebauteil und in diesem
gelagerte Funktionsbauteile oder deren Aufhängung beim Schließen des Karosseriebauteils
durch die dann auftretenden hohen Beschleunigungen hoch belastet. Dies führt einerseits
zu aufwendigen Maßnahmen zum Entklappern, um auch im Dauereinsatz ein klapperfreies
Verstellen des Karosseriebauteils zu ermöglichen. Andererseits müssen die Funktionsbauteile
und deren Lagerung für einen zuverlässigen Dauerbetrieb hoch belastbar ausgelegt werden.
Heutzutage müssen Kraftfahrzeugtüren für etwa 100.000 und mehr Belastungen bei Beschleunigungskräften
von 30g bis 50g ausgelegt werden, was eine aufwendige Auslegung und Lagerung dieser
Funktionsbauteile erfordert und die Kosten unnötig erhöht. Wünschenswert wäre es deshalb,
wenn zuverlässig ausgeschlossen werden kann, dass die Bedienperson Karosseriebauteile
der vorgenannten Art mit zu hoher Geschwindigkeit manuell schließt, bzw. zuwirft.
[0003] Aus dem Stand der Technik sind Maßnahmen bekannt, bei denen Türen oder dergleichen
mittels eines elektrischen Antriebs automatisch geschlossen werden. Im Normalbetrieb
kann die Tür nicht von Hand angetrieben bzw. betätigt werden, so dass die vorgenannten
Probleme zuverlässig ausgeschlossen sind. Allerdings ist ein solcher automatischer
Türantrieb vergleichsweise aufwendig und sind im Falle eines Systemausfalls aufwendige
Sicherungsmaßnahmen zu treffen.
[0004] DE 41 40 197 C2 offenbart ein Verfahren zum Verstellen eines fremdkraftbetätigbaren Bauteils, bei
dem die Tür beim Öffnen oder Schließen so stark abgebremst wird, dass beim Schließen
erst nach einem erneuten Befehl, ausgelöst durch Betätigen eines elektrischen Schalters,
möglich ist. Ein Verriegeln bzw. vollständiges Schließen der Tür kann nur manuell
erfolgen. Dieses System erfordert im Vergleich zu einer manuell verschließbaren Tür
ein Umlernen der Bedienperson, was häufig nicht gewünscht ist.
[0005] Aus dem Stand der Technik sind auch Zuziehhilfen zum Zuziehen von Kraftfahrzeugen
bekannt, wie beispielsweise in der
DE 101 55 307 A1 und der
DE 103 27 448 A1 offenbart. Solche Türschließsysteme erfordern jedoch ein Schließen der Tür bis zur
so genannten Vorraste. Beim manuellen Schließen der Tür bis zur Vorrast können die
vorgenannten Probleme dennoch auftreten.
[0006] Ergänzend sei nachfolgend der folgende Stand der Technik angeführt:
DE 38 16 175 C2, entsprechend dem
US-Patent 4,945,677, offenbart eine Schwenkschiebetür für Kraftfahrzeuge.
[0007] DE 103 23 001 A1, entsprechend
US 2004/0020126 A1, offenbart eine Fahrzeugtürvorrichtung mit einem Antriebs- und Schließmechanismus,
bei der ein Steuermechanismus vorgesehen ist, um Betätigungen des Antriebs- und Schließmechanismus
basierend auf einem Türschließbefehl zu steuern, und bei der eine Erfassungsvorrichtung
vorgesehen ist um zu erfassen, ob ein Schließstück innerhalb des Bereichs positioniert
ist, in dem das Schließstück mit einem Riegel in Eingriff gebracht werden kann. Ferner
ist ein Antriebskraftverringerungsmechanismus vorgesehen, der in dem Steuermechanismus
zum Verringern eines Leistungsausgangs des Antriebsmechanismus vorgesehen ist, nachdem
die Erfassungseinrichtung erfasst, dass das Schließstück innerhalb des Bereichs positioniert
ist, in dem das Schließstück mit dem Riegel eingreifbar ist.
[0008] DE 102 45 192 A1, entsprechend
US 2006/0151231 A1, offenbart eine Vorrichtung zum Schließen einer Kraftfahrzeugtür. Ein erstes Schlossteil
ist mit einem Schaltelement gekoppelt, von dessen Schaltzustand die Aktivierung einer
Schließhilfe abhängig ist, welche die Schlossteile in eine Schließposition überführt.
[0010] Das
US-Patent 6,359,762 B1 offenbart ein Verfahren zum Steuern einer angetriebenen Schiebetür. Nach dem Verfahren
wird die Gleitgeschwindigkeit von einem Sensor gemessen, nachdem ein vorbestimmtes
Zeitintervall nach Betätigung eines Antriebsmotors der Schiebetür verstrichen ist.
Die gemessene Gleitgeschwindigkeit wird mit einer unteren Grenzgeschwindigkeit in
Entsprechung zu einem Wert der Batteriespannung des Fahrzeugs verglichen. Die Bewegung
der Schiebetür wird abgebrochen oder reversiert, wenn die Gleitgeschwindigkeit niedriger
ist als die untere Grenzgeschwindigkeit. Dadurch sollen Betriebsstörungen aufgrund
einer ungenügenden Stromversorgung des Systems verhindert werden. Insbesondere soll
dadurch auch ein zuverlässiger Einklemmschutz bewirkt werden.
[0011] Das
US-Patent 5,076,016 offenbart eine angetriebene Kraftfahrzeugschiebetür mit einer elektromagnetischen
Kupplung, um einen Seilzug zum Öffnen und Schließen der Schiebetür anzutreiben.
[0012] Ein weiteres Problem beim Schließen von Karosseriebauteilen der vorgenannten Art
ist ein Einklemmen von Objekten oder Körperteilen beim Schließvorgang. Ein zuverlässiger
Einklemmschutz ist deshalb ebenfalls wünschenswert.
[0013] DE 42 24 132 A1 offenbart ein Türfeststellsystem, bei dem es primär darum geht, eine Kraftfahrzeugtür
in jeder beliebigen Winkelstellung zu halten. Offenbart ist, dass mit dem Türfeststellsystem
auch eine Türzuziehfunktion erfüllt werden kann und die Tür gedämpft in die Endlagen
geführt werden kann, was bedeutet, dass die Tür mit geringer kinetischer Energie in
den geschlossenen bzw. verriegelten Zustand einlaufen oder im Falle eines aktiven
Türschließsystems beim Einlaufen in den geschlossenen bzw. verriegelten Zustand abgebremst
werden soll. Offenbart ist jedoch nicht, dass die kinetische Restenergie der Tür nach
Durchlaufen des zweiten Verstellbereichs und Erreichen eines vorbestimmten, nicht
verschwindenden Öffnungswinkels einen vorbestimmten, nicht verschwindenden Grenzwert
nicht überschreitet, die kinetische Restenergie jedoch nicht ausreichend ist, um die
Tür selbsttätig zu schließen oder um die Tür in eine Vorraste oder Hauptraste eines
Schlosses zu überführen.
Zusammenfassung der Erfindung
[0014] Gemäß der vorliegenden Erfindung soll ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art dergestalt bereit gestellt werden, dass das Karosseriebauteil zuverlässig
mit vergleichsweise geringer, insbesondere definierter kinetischer Restenergie in
den vollständig geschlossenen Zustand einläuft. Gemäß weiteren Gesichtspunkten der
vorliegenden Erfindung soll ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung der vorgenannten
Art in einfacher Weise bereit gestellt werden, so dass Aufwand bei der Auslegung und
Lagerung von Funktionsbauteilen des Karosseriebauteils eingespart werden kann. Gemäß
weiteren Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung soll ferner ein zuverlässiger
Einklemmschutz gewährleistet werden.
[0015] Diese und weitere Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren
nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 2 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
[0016] Somit geht die vorliegende Erfindung aus von einem Verfahren zum Steuern der Schließbewegung
eines von Hand schließbaren Karosseriebauteils für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
beispielsweise einer Schwenktür, Schiebetür, Schwenk/Schiebetür, Haube, Klappe, eines
Schiebedachs oder dergleichen. Bei dem Verfahren durchläuft das Karosseriebauteil
bei der Schließbewegung ausgehend von einer geöffneten Stellung einen ersten Verstellbereich,
in welchem das Karosseriebauteil ohne Eingriff eines Steuerorgans zur geschlossenen
Stellung hin bewegt wird, wobei das Karosseriebauteil an den ersten Verstellbereich
anschließend einen zweiten Verstellbereich durchläuft, in welchem die Schließbewegung
des Karosseriebauteils durch Eingriff des Steuerorgans so verändert wird, dass die
kinetische Restenergie des Karosseriebauteils nach Durchlaufen des zweiten Verstellbereichs
einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet.
[0017] Während das Karosseriebauteil in dem ersten Verstellbereich ohne Restriktionen von
Hand geschlossen, insbesondere auch zugeworfen, werden kann, wird unabhängig von der
in dem ersten Verstellbereich vorgegebenen Geschwindigkeit bzw. kinetischen Energie
durch verändern des Bewegungszustands dafür gesorgt, dass das Karosseriebauteil mit
vergleichsweise geringer Geschwindigkeit bzw. kinetischer Energie in den geschlossenen
Zustand einläuft. Somit können die Funktionselemente des Karosseriebauteils und deren
Lagerung erfindungsgemäß einfacher und weniger stabil ausgelegt werden, was erhebliche
Kostenvorteile bietet. Dennoch kann erfindungsgemäß ein zuverlässiger Dauerbetrieb
des Karosseriebauteils gewährleistet werden.
[0018] Erfindungsgemäß ist die kinetische Restenergie am Ende des zweiten Verstellbereichs
nicht ausreichend, um das Karosseriebauteil selbsttätig zu schließen bzw. dieses in
eine Vorraste oder Hauptraste eines Schlosses zu überführen. Eine Beschädigung des
Karosseriebauteils und seiner Funktionselemente und deren Lagerung aufgrund einer
allzu starken Beschleunigung zu Beginn oder während des Schließvorgangs kann so noch
zuverlässiger vermieden werden.
[0019] Dabei durchläuft das Karosseriebauteil an den zweiten Verstellbereich anschließend
einen dritten Verstellbereich, in welchem eine Antriebseinrichtung dieses bis zu der
Vorraste oder Hauptraste des Schlosses antreibt. In diesem dritten Verstellbereich
wird das Karosseriebauteil somit unter kontrollierten, vorgebbaren Bedingungen geschlossen,
sodass eine Beschädigung des Karosseriebauteils und seiner Funktionselemente und deren
Lagerung aufgrund einer zu hohen Geschwindigkeit beim Einfahren in den geschlossenen
Zustand erfindungsgemäß ausgeschlossen werden kann.
[0020] Der erfindungsgemäße Schließvorgang zeichnet sich durch eine hohe Bedienerfreundlichkeit
aus. Die Bedienperson braucht das Karosseriebauteil zu Beginn des Schließvorgangs
einfach nur von Hand zuschlagen bzw. zuwerfen. Eine Steuerung sorgt dann dafür, dass
das Karosseriebauteil ausreichend abgebremst wird. Anschließend wird das Karosseriebauteil
selbsttätig und automatisch zugezogen bzw. geschlossen. Bei der Bedienung tritt rasch
ein Gewöhnungseffekt ein, sodass die Bedienperson rasch erlernt, das Karosseriebauteil
mit einer ausreichenden Geschwindigkeit zuzuschlagen bzw. zuzuwerfen, und sich darauf
verlässt, dass der restliche Schließvorgang automatisch sicher und zuverlässig ausgeführt
wird.
[0021] Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Antriebseinrichtung durch Entleeren
eines Energiespeichers angetrieben, der während des manuellen Öffnens und/oder Schließens
des Karosseriebauteils durch Bremsen bzw. Dämpfen einer Öffnungs- und/oder Schließbewegung
aufgefüllt wird. Durch Wandeln eines Teils der beim Öffnen und/oder Schließen des
Karosseriebauteils von Hand eingebrachten Energie, wird Energie zum Antreiben der
Zuziehhilfe im dritten Verstellbereich nicht nur gespart, sondern kann auch eine einfachere
Auslegung des Karosseriebauteils realisiert werden. Insbesondere kann eine gesonderte
Energieversorgung, insbesondere Bestromung, eines Antriebs der Zuziehhilfe grundsätzlich
auch weggelassen werden.
[0022] Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform wird der Energiespeicher durch
Betreiben eines einer anderen Verstellfunktion als dem Schließen und/oder Öffnen des
Karosseriebauteils dienenden Verstellmotors aufgefüllt, beispielsweise durch einen
Fensterhebermotor, einen Schlossantrieb, einen Zentralverriegelungsmotor oder einen
elektrischen Armstützenverstellmotor. Die Verwendung ein und desselben Antriebsmotors
für unterschiedliche Funktionen hilft Kosten und Gewicht einzusparen.
[0023] Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Karosseriebauteil in dem dritten Verstellbereich
von einem Elektromotor bis zu der Vorraste oder Hauptraste des Schlosses angetrieben.
Die Schließbewegung wird dabei bevorzugt so ausgeführt, dass im Falle eines Einklemmens
der Antrieb entweder überdrückt wird oder aber der Motor reversiert, sodass eine Einklemmschutzfunktion
realisiert ist. Aufgrund der niedrigen Schließgeschwindigkeit in dem dritten Verstellbereich
kann ein Einklemmen erfindungsgemäß ohnehin nicht zu größeren Schäden führen.
[0024] Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Schließbewegung des Karosseriebauteils
mittels einer ankoppelbaren Bremseinrichtung abgebremst, bis die vorbestimmte kinetische
Restenergie erreicht ist. Zu diesem Zweck kann eine Kupplungseinrichtung vorgesehen
sein. Oder aufgrund der geometrischen Auslegung des Karosseriebauteils, der zugeordneten
Fahrzeugöffnung und der Anordnung der Bremseinrichtung wird ohne eine zusätzliche
Kupplungseinrichtung gewährleistet, dass die Bremseinrichtung erst bei Erreichen des
zweiten Verstellbereichs an die Schließbewegung des Karosseriebauteils ankoppelt.
[0025] Gemäß einer weiteren Ausführungsform steigt die Bremsrate der Bremseinrichtung mit
zunehmender Schließgeschwindigkeit des Karosseriebauteils an, bevorzugt nichtlinear.
Auf diese Weise wird ein sanfter, ruckfreier, kontinuierlicher Übergang der Schließbewegung
von dem zweiten zu dem dritten Verstellbereich erzielt, was einen hohen Bedienkomfort
ermöglicht und zu einem störungsfreieren Dauerbetrieb führt.
[0026] Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Bremsrate der Bremseinrichtung in Abhängigkeit
von einer ermittelten Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Schließbewegung
oder von einem ermittelten zurück gelegten Schließweg des Karosseriebauteils verändert.
Zu diesem Zweck ist bevorzugt eine elektronische Steuereinrichtung, insbesondere ein
Mikroprozessor, vorgesehen, der die Bewegungsgrößen des Karosseriebauteils ständig
überwacht und kontrollierend eingreift, um den Soll-Bewegungszustand zum Ende des
zweiten Verstellbereichs zu gewährleisten.
[0027] Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Bremsrate der Bremseinrichtung ferner
in Abhängigkeit von einem Typ oder Hersteller des Karosseriebauteils, von einer Lage
des Fahrzeugs, von einer Identifikation eines Benutzers des Fahrzeugs und/oder von
einem Ausgangssignal einer Logikeinheit, insbesondere einer Fuzzy-Logik oder eines
neuronalen Netzes, verändert. Die Fuzzy-Logik bzw. das neuronale Netz ermöglicht,
dass die Steuerelektronik einen typischen Schließvorgang einer Bedienperson, die auch
identifiziert werden kann, erlernt und in Kenntnis eines typischen Schließvorgangs
geeignet kontrollierend in die Schließbewegung eingreift.
[0028] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Grenzen zwischen den
Verstellbereichen konstant sind.
[0029] Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein elektronisches
Steuerprogramm, das, wenn dieses von einem Prozessormittel, beispielsweise einem Steuer-IC
oder Mikroprozessor, ausgeführt wird bewirkt, dass die vorgenannten Verfahrensschritte
zum Steuern der Schließbewegung eines Karosseriebauteils der vorgenannten Art ausgeführt
werden.
[0030] Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung
zum Steuern der Schließbewegung eines Karosseriebauteils der vorgenannten Art, wie
vorstehend beschrieben.
Figurenübersicht
[0031] Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise und unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, woraus sich weitere Merkmale, Vorteile
und zu lösende Aufgaben ergeben werden. Es zeigen:
- Fig. 1
- in einer schematischen Übersicht die von einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgeführten Schritte zum Schließen einer Schwenktür zusammen mit einer Gegenüberstellung
der beim Öffnen der Schwenktür ausgeführten Schritte;
- Fig. 2
- beispielhafte Kurven der Geschwindigkeit einer Schwenktür aufgetragen über den Öffnungswinkel
für unterschiedliche Anfangsgeschwindigkeiten;
- Fig. 3a
- in einem schematischen Diagramm ein mechatronisches Türschließsystem gemäß der vorliegenden
Erfindung;
- Fig. 3b
- ein rein mechanisches Türschließsystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 3c
- ein mechatronisches Türschließsystem gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem ein
einer anderen Verstellfunktion dienender Elektromotor zum Aufladen eines mechanischen
Energiespeichers dient;
- Fig. 4
- in einer schematischen Seitenansicht eine Kraftfahrzeugtür mit dem Schließsystem gemäß
der Fig. 3a;
- Fig. 5a-5d
- ein Ausführungsbeispiel für ein mechatronisches Türschließsystem gemäß der Fig. 3a
in vier unterschiedlichen Betriebszuständen;
- Fig. 6
- in einer schematischen Seitenansicht eine Kraftfahrzeugtür mit einem rein mechanischen
Türschließsystem gemäß der Fig. 3b;
- Fig. 7
- in einer Explosionsansicht ein Ausführungsbeispiel für ein rein mechanisches Türschließsystem
gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 8a und 8b
- das Türschließsystem gemäß der Fig. 7 in einer Vorder- und Rückansicht bei vollständig
geschlossener Tür;
- Fig. 9a und 9b
- das Türschließsystem gemäß der Fig. 7 in einer Vorder- und Rückansicht bei teilweise
geöffneter Tür;
- Fig. 10a und 10b
- das Türschließsystem gemäß der Fig. 7 in einer Vorder- und Rückansicht bei noch weiter
geöffneter Tür;
- Fig. 11a und 11b
- das Türschließsystem gemäß der Fig. 7 in einer Vorder- und Rückansicht bei maximal
geöffneter Tür;
- Fig. 12a und 12b
- das Türschließsystem gemäß der Fig. 7 in einer Vorder- und Rückansicht bei teilweise
geschlossener Tür;
- Fig. 13a und 13b
- das Türschließsystem gemäß der Fig. 7 in einer Vorder- und Rückansicht bei praktisch
vollständig geschlossener Tür unmittelbar vor einem Verriegeln des Türschlosses; und
- Fig. 14a und 14b
- das Türschließsystem gemäß der Fig. 7 in einer Vorder- und Rückansicht bei vollständig
geschlossener Tür, wenn das Türschloss verriegelt wird.
[0032] In sämtlichen Figuren bezeichnen identische Bezugzeichen identische oder im Wesentlichen
gleich wirkende Elemente oder Elementgruppen.
Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
[0033] Nachfolgend wird anhand der Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern der
Schließbewegung einer Kraftfahrzeug-Schwenktür beschrieben werden. In der linken Spalte
sind dabei beispielhafte Türöffnungswinkel angegeben, die jedoch auch anders gewählt
oder variiert werden können. Ausgegangen wird dabei von einer Schwenktür, die eine
Brems- oder Dämpfungseinrichtung zum Bremsen bzw. Dämpfen der Türschließbewegung sowie
einen Antrieb zum Antreiben der Türschließbewegung aufweist. Eine Kupplung dient dabei
zum Einkuppeln der Brems- oder Dämpfungseinrichtung in den Kraftfluss zwischen der
Tür und der Fahrzeugkarosserie. Diese Kupplung kann, wie im Übrigen auch der Antrieb,
elektronisch gesteuert werden, kann jedoch auch auf mechanischem Wege geöffnet und
geschlossen werden. Wie nachfolgend ausführlicher dargelegt werden wird, kann es sich
bei dem Antrieb um einen Elektroantrieb oder einen rein mechanischen Antrieb handeln,
gespeist von einem Energiespeicher, der während des Öffnens und/oder Schließens der
Fahrzeugtür oder durch einen zusätzlichen, einer anderen Verstellbewegung dienenden
Elektromotor aufgeladen wird, wie nachfolgend ausgeführt.
[0034] Gemäß der rechten Spalte der Fig. 1 beginnt der Schließvorgang mit einem manuellen
Schließen in einem ersten Verstellbereich (Türöffnungswinkel 75° bis 20° oder bis
zu einem anderen variabel vorgebbaren Öffnungswinkel), in welchem der Antrieb ausgeschaltet
ist und die Kupplung offen ist, so dass die Tür in dem ersten Verstellbereich ohne
Restriktionen geschlossen werden kann. Dieses Schließen kann von Hand geführt oder
durch Türzuschlagen erfolgen. Je nach dem Benutzer variiert die Geschwindigkeit der
Tür in dem ersten Verstellbereich beim manuellen Führen oder Türzuschlagen teilweise
erheblich.
[0035] Dem ersten Verstellbereich schließt sich ein zweiter Verstellbereich an, in dem die
Türschließbewegung abgebremst wird, mit dem Ziel, dass bei einem vorbestimmten Winkel,
der bei dem Ausführungsbeispiel 11° beträgt, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt
sein soll, die Tür eine vorbestimmte Maximalgeschwindigkeit bzw. maximale kinetische
Energie nicht überschreiten soll. Diese maximale Geschwindigkeit bzw. kinetische Energie
ist erfindungsgemäß so vorgegeben, dass die Tür aufgrund der kinetischen Restenergie
am Ende des zweiten Bereichs nicht selbsttätig, das heißt ohne zusätzlichen Antrieb,
geschlossen werden kann. Auch während des Abbremsens im zweiten Verstellbereich bleibt
der Antrieb ausgeschaltet. Durch geeignetes Öffnen und Schließen der Kupplung wird
ein kontrolliertes Abbremsen der Türschließbewegung in dem zweiten Verstellbereich
erzielt, bis am Ende des zweiten Bereichs die definierten Sollbedingungen bezüglich
Türgeschwindigkeit, Drehmoment, kinetischer Energie und dergleichen erfüllt sind.
Wie nachfolgend ausführlicher dargelegt, kann durch Schließen der Kupplung und Einkuppeln
der Bremseinrichtung ein Teil der kinetischen Energie der Tür in einem Energiespeicher
zwischengespeichert werden, der nachfolgend eine Antriebseinrichtung zum Zuziehen
der Tür in einem dritten, sich dem zweiten Verstellbereich anschließenden Verstellbereich
dient. Solche Energiespeicher können auf mechanischer, pneumatischer, hydraulischer,
elektrischer, magnetischer oder grundsätzlich auch chemischer Funktionsweise basieren.
[0036] Die vorgenannten Bedingungen zum Ende des zweiten Bereichs (beim Ausführungsbeispiel
bei einem Öffnungswinkel von etwa 11°) können insbesondere so gewählt werden, dass
Sicherheitsaspekten Rechnung getragen wird. Dies können sein: Einhalten einer maximalen
Einklemmkraft im hinteren oder vorderen Bereich der Tür, insbesondere im Bereich der
Fahrzeug-B-Säule, beispielsweise in Anpassung an gesetzliche Erfordernisse; Einhalten
einer maximalen Schließgeschwindigkeit, so dass beim Einlaufen der Tür in einen Dichtungsabschnitt
und des Türschlosses in einen zugeordneten Verriegelungsabschnitt, insbesondere Verriegelungsbolzen,
eine maximale negative Beschleunigung nicht überschritten wird, so dass eine allzu
stabile Auslegung der Türelemente und deren Aufhängung bzw. Lagerung erfindungsgemäß
nicht zwingend erforderlich ist. Auf diese Weise kann insbesondere auch ein zu starkes
Türschlagen zuverlässig verhindert werden.
[0037] Gemäß der rechten Spalte der Fig. 1 schließt sich dem zweiten Verstellbereich ein
dritter Verstellbereich an, in dem die Tür automatisch zugezogen wird. Zu diesem Zweck
wird der Antrieb eingeschaltet und die Kupplung zum Einkuppeln der Antriebskraft geschlossen.
Die Zuziehbewegung der Tür erfolgt dabei mit konstanter oder auch variabler, insbesondere
abnehmender, Geschwindigkeit. Am Ende des dritten Bereichs ist die Fahrzeugtür nahezu
vollständig oder vollständig geschlossen, wie durch den beispielhaft angeführten Türöffnungswinkel
von 0,3° angedeutet. Insbesondere bei Türsystemen, bei denen aus einer Dichtungselastizität
herrührende Dichtungskräfte nicht unter Zuhilfenahme einer entsprechenden Untersetzung
des Antriebs überwunden werden müssen, kann die Tür am Ende des dritten Bereichs auch
vollständig geschlossen sein.
[0038] Gemäß der Fig. 1 schließt sich dem dritten Verstellbereich ein vierter Verstellbereich
an, in dem das Türschloss verriegelt wird. Zu diesem Zweck wird der Antrieb eingeschaltet
und die Kupplung geschlossen, um den Kraftfluss zu schließen. Bei Systemen, bei denen
eine hohe Dichtungskraft überwunden werden muss, kann es erforderlich sein, den Antrieb
in diesem vierten Verstellbereich entsprechend zu untersetzen. Zum automatischen Zuziehen
der Tür können beispielsweise motorische Zuzieheinrichtungen eingesetzt werden, wie
diese aus dem Stand der Technik bekannt sind, beispielsweise aus der
DE 101 55 307 A1 oder
DE 102 31 825 A1. Zum Überwinden großer Dichtungskräfte kann insbesondere ein von einem motorischen
Antrieb beaufschlagtes Hebelelement verwendet werden, wie dieses beispielsweise aus
der
DE 103 27 448 A1 bekannt ist. Der Inhalt der vorgenannten Druckschriften sei hiermit im Wege der Bezugnahme
ausdrücklich zu Offenbarungszwecken in dieser Anmeldung beinhaltet.
[0039] Anschließend wird die Tür zugehalten, der Antrieb ausgeschaltet und die Kupplung
geöffnet. Im Falle einer mechanischen Zuziehhilfe kann somit ein Zurückkehren der
Zuziehhilfe in ihre Ausgangsstellung erzielt werden. Gemäß der linken Spalte der Fig.
1 bleibt der Antrieb während des gesamten Öffnungsvorgangs ausgeschaltet und die Kupplung
offen, so dass die Tür ohne Restriktionen geöffnet werden kann.
[0040] Während des gesamten Öffnens und Schließens der Tür können Sensoren den Bewegungszustand
und/oder die Umgebung der Tür überwachen. Wie nachfolgend ausgeführt, können Ausgangssignale
dieser Sensoren an eine Steuerelektronik zum Steuern der Türbewegung ausgegeben werden.
Teilweise können diese Sensoren auch durch rein mechanisch funktionierende Taster
ersetzt werden, wie nachfolgend ausgeführt. Als Beispiel für einen Sensor zum Erfassen
des Öffnungswinkels und daraus abgeleitet der Winkelgeschwindigkeit und der Winkelbeschleunigung
einer Schwenktür sei ein Potentiometer angeführt, das auf einem Türscharnier vorgesehen
oder mit diesem gekoppelt ist. Selbstverständlich können solche Sensoren auch resistiv,
kapazitiv, magnetisch, optoelektronisch oder in einer anderen Weise realisiert werden.
Auf vergleichbare Weise lassen sich auch Sensoren zur Detektion eines Einklemmzustands
realisieren, der ebenfalls von einer elektronischen Steuereinrichtung detektiert werden
kann, um ein Abbremsen oder Reversieren der Tür auszulösen.
[0041] Als weiteres Bespiel für einen solchen Sensor liegt der Fig. 1 ein eine Außenseite
der Fahrzeugtür überwachender Anschlagsensor zugrunde, beispielsweise ein optischer
Sensor, insbesondere Infrarot-Sensor, oder ein Ultraschallsensor, welcher die Umgebung
der Außenseite der Fahrzeugtür darauf überwacht, ob eine Kollision mit einem in der
Nähe befindlichen Hindernis droht. Falls dies der Fall ist, wird gemäß der Fig. 1
die Kupplung wahlweise geschlossen, um den Kraftfluss zur Bremseinrichtung zu schließen
und ein geeignetes Abbremsen der Tür während des manuellen Öffnens und ein sich anschließendes
Feststellen der Tür zu erzielen und so eine Kollision mit dem Hindernis zu verhindern.
Während eines normalen Öffnungsvorgangs wird hingegen die Kupplung erst bei Erreichen
eines maximalen Türöffnungswinkels, bei dem Ausführungsbeispiel von etwa 75°, geschlossen,
um die Tür bis zum Stillstand abzubremsen (Endanschlagdämpfung). Gemäß Ausführungsbeispielen
der Erfindung wird dieselbe Bremseinrichtung sowohl zum Abbremsen der Tür beim Schließen
als auch beim Öffnen verwendet. Gemäß der Fig. 1 kann diese Bremseinrichtung auch
zum Feststellen der Tür bei einem vorgegebenen Türöffnungswinkel durch Schließen der
Kupplung verwendet werden.
[0042] Nachfolgend wird anhand der Fig. 2 das Schließverhalten einer Fahrzeugtür gemäß der
vorliegenden Erfindung beim Zuschlagen von Hand mit unterschiedlichen Anfangsgeschwindigkeiten
erläutert. Der Fig. 2 liegt eine Schwenktür zugrunde, die gestrichelte Linie symbolisiert
eine negative Grenzbeschleunigung von 5g. Die fett eingezeichnete Linie entspricht
einer bei dem Ausführungsbeispiel zulässigen Maximalgeschwindigkeit von 0,1m/s. Gemäß
der Fig. 2 nimmt die Geschwindigkeit der Tür aufgrund von Reibungskräften zunächst
linear ab, bis schließlich durch Schließen der Kupplung die Bremseinrichtung eingekuppelt
wird, um die Tür abzubremsen. Bei einer Tür mit elektronischer Steuereinrichtung kann
dieses Einkuppeln durch ein elektronisches Signal ausgelöst werden. Gemäß der Fig.
2 wird die Tür je nach dem tatsächlichen Geschwindigkeitsverlauf, der ständig überwacht
wird, unterschiedlich stark abgebremst, bis schließlich zum Ende des vorgenannten
zweiten Bereichs die zulässige Maximalgeschwindigkeit erreicht ist. Wie durch den
schraffierten Winkelbereich angedeutet, kann die Grenze zwischen dem vorgenannten
zweiten und dritten Verstellbereich erfindungsgemäß auch variiert werden, wie nachfolgend
ausgeführt. Gemäß der Fig. 2 wird die Tür anschließend im dritten Verstellbereich
mit konstanter Geschwindigkeit zugezogen. Wie durch den Einsatz in der Fig. 2 angedeutet,
nimmt die Geschwindigkeit der Tür beim Einlaufen in die Dichtung schließlich auf Null
ab.
[0043] Mittels einer elektronischen Steuereinrichtung lässt sich erfindungsgemäß auch ein
vorausschauendes (proaktives) Abbremsen der Tür realisieren. Wird also beispielsweise
eine vergleichsweise hohe Anfangsgeschwindigkeit oder ein dynamisches, beschleunigendes
Türzuschlagen, detektiert, so kann vorgesehen sein, dass die Kupplung relativ früh
geschlossen bzw. die Bremseinrichtung relativ früh eingekuppelt wird, um die Tür sanfter
zu schließen als im Vergleich zu dem Fall, dass die Tür vergleichsweise langsam zugeschlagen
bzw. zugeführt wird. Weiter kann bei einer elektronischen Steuereinrichtung das Schließen
der Kupplung durch Identifizieren des Benutzers auch benutzerabhängig gemacht werden.
Zu diesem Zweck kann eine zusätzliche Fuzzy-Logik vorgesehen sein, die für den jeweiligen
Benutzer ein typisches Schließverhalten "erlernt". Hierzu wird der jeweilige Benutzer
identifiziert, beispielsweise mittels einer von diesem mitgeführten Chipkarte oder
RF-Tag und die für den jeweiligen Türschließvorgang ermittelten Datensätze zu einem
Normal-Datensatz für einen normalen Türschließvorgang der jeweiligen Bedienperson
gemittelt bzw. "eingelernt". Signalisiert die Fuzzy-Logik der Steuereinrichtung, dass
für die gerade betätigende Person typischerweise ein sehr heftiges Türzuschlagen zu
erwarten ist, so kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung
die Kupplung früher schließt, um die Bremseinrichtung einzukuppeln und ein sanftes
Schließen der Tür auch für hohe Anfangsgeschwindigkeiten bzw. ein dynamisches Türzuschlagen
zu realisieren. Schließlich kann ein weiterer Parameter, der den Eingriff der Steuerelektronik
erfindungsgemäß beeinflussen kann, auch die Lage des Fahrzeugs darstellen. Parkt das
Fahrzeug beispielsweise an einem Hang mit zu erwartender zusätzlicher Beschleunigung
der Tür beim Schließen, so kann die Steuerelektronik proaktiv früher eingreifen als
für den Fall einer horizontalen Ausrichtung des Fahrzeuges.
[0044] Nachfolgend werden anhand der Figuren 3a bis 3c schematisch Ausführungsbeispiele
für erfindungsgemäße Türschließsysteme beschrieben. Die Fig. 3a geht dabei aus von
einem mechatronischen Türschließsystem mit einer zentralen Steuerelektronik. Gemäß
der Fig. 3a umfasst die Tür 1 einen Winkelsensor 2, der den Öffnungswinkel und daraus
abgeleitet die Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung der Tür 1 detektiert,
sowie einen Abstandssensor 3, der den Abstand des hinteren und/oder vorderen Endes
der Tür 1 zu einem Rand der Karosserieöffnung, beispielsweise der Fahrzeug-B-Säule,
und/oder den Abstand der Außenoberfläche der Tür 1 zu Hindernissen detektiert. Die
Ausgangssignale der Sensoren 2, 3 werden an die Steuerelektronik 7 zur weiteren Auswertung
übermittelt. Gemäß der Fig. 3a umfasst die Tür 1 ferner eine Bremse 15, die über eine
nicht dargestellte Kupplungseinrichtung ein- und ausgekuppelt werden kann, einen elektrischen
Antrieb 12, der über die selbe oder einer andere nicht dargestellte Kupplungseinrichtung
ein- und ausgekuppelt werden kann, ein Kopplungsmittel 11, das den elektrischen Antrieb
12 der Tür mit der Fahrzeugkarosserie koppelt, eine Zuzieheinrichtung 9 und ein Türschloss
8. Wie durch die gestrichelte Linie angedeutet, können die Bremse 15 und der Antrieb
12 zu einer Brems- und Antriebseinheit 10 zusammen gefasst sein, die wahlweise mittels
einer nicht dargestellten Kupplung ein- bzw. ausgekuppelt werden kann. Gemäß der Fig.
3a ist der Antrieb 12 mit der Zuzieheinrichtung 9 gekoppelt, um die Tür zuzuziehen.
Ferner dient der elektrische Antrieb 12 einem Verriegeln der Türschlosses 8. Die Kupplungseinrichtung,
die Bremse 15, der Antrieb 12, die Zuziehhilfe 9 und die Verriegelung des Türschlosses
8 werden mittels Steuersignalen der Steuerelektronik 7 gesteuert. Wie durch die gestrichelten
Linien angedeutet, kann ferner ein Energiespeicher 13 vorgesehen sein, der durch Umwandeln
von kinetischer Energie der Tür beim Bremsen aufgeladen werden kann und der den elektrischen
Antrieb 12 und/oder die Zuzieheinrichtung 9 ausschließlich oder ergänzend mit Energie
versorgt. Grundsätzlich wird es erfindungsgemäß bevorzugt, den Antrieb 12 in der Tür
1 vorzusehen, da auf diese Weise ein Antrieb der Zuzieheinrichtung 9 in einfacher
Weise bewerkstelligt werden kann. Grundsätzlich kann erfindungsgemäß der Antrieb jedoch
auch karosserieseitig angeordnet sein.
[0045] Die Fig. 3b zeigt ein Türschließsystem gemäß der vorliegenden Erfindung, das ausschließlich
mit mechanischen Elementen arbeitet. Dementsprechend ist der Winkelsensor gemäß der
Fig. 3b durch einen mechanischen Winkeltaster 2 ersetzt und der Abstandsensor 3 gemäß
der Fig. 3a durch einen mechanischen Abstandstaster 3 ersetzt. Gemäß der Fig. 3b ist
der mechanische Winkeltaster mit dem Dämpfer bzw. der Bremse 15 gekoppelt, um diese
geeignet zu betätigen. Die beim Bremsen frei werdende kinetische Energie wird in einem
mechanischen Energiespeicher 13 zwischengespeichert, insbesondere einem vorspannbaren
Federsystem, wie nachfolgend ausgeführt. Der Energiespeicher 13 wird ausgelöst durch
ein Signal des mechanischen Abstandstasters 3 zur Freigabe der gespeicherten Energie
aktiviert, um den mechanischen Antrieb 14 zu treiben, der seinerseits mit der Zuzieheinrichtung
9 und dem Türschloss 8 gekoppelt ist, um die Tür zuzuziehen und das Türschloss 8 zu
verriegeln. Zum Zuziehen der Tür ist der mechanische Antrieb 14 mit einem Kopplungsmittel
11 zum Koppeln der Tür mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt. Wie durch die gestrichelte
Linie angedeutet, können der Dämpfer bzw. die Bremse 15, der Energiespeicher 13 und
der mechanische Antrieb 14 zu einer Brems- und Antriebseinheit 10 zusammen gefasst
sein. Bei diesem System wird der Energiespeicher 13 in dem vorgenannten zweiten Verstellbereich
beim Türschließen aufgeladen. Oder der Energiespeicher 13 wird beim Öffnen der Tür
aufgeladen. Signalisiert schließlich der mechanische Abstandstaster 3 einen vorbestimmten
Abstand der Tür 1 zum Rand der Karosserieöffnung, so wird die Zuzieheinrichtung 9
aktiviert, um die Tür zuzuziehen, und anschließend die Verriegelung des Türschlosses
8 ausgelöst.
[0046] Die Fig. 3c zeigt ein erfindungsgemäßes Türschließsystem mit zentraler Steuerelektronik,
bei dem der Energiespeicher 13 zusätzlich oder ergänzend mit einem in der Tür 1 vorgesehenen
zusätzlichen Elektromotor 16 aufgeladen wird, der einem anderen Zweck als zur Verstellung
der Tür 1 dient, beispielsweise als Fensterhebermotor, Schlossantrieb, Zentralverriegelungsmotor
oder elektrischer Armstützenverstellmotor. Abweichend zur Fig. 3a ist der Energiespeicher
13 dabei zusätzlich mit dem zusätzlichen Elektromotor 16 koppelbar, wobei das Einkoppeln
des Elektromotors 16 und dessen Aktivierung durch ein Steuersignal der Steuerelektronik
7 ausgelöst wird.
[0047] Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein mechatronisches Türschließsystem
gemäß der Fig. 3a, dessen Funktionsweise nachfolgend anhand der Figuren 5a - 5d beschrieben
werden wird. Gemäß der Fig. 4 umfasst die Tür 1 eine Brems- und Antriebseinheit 10,
die über eine Koppelstange oder dergleichen an einen ortsfesten Bezugspunkt an der
Fahrzeugkarosserie gekoppelt ist und einen eigenen Elektromotor 12 aufweist. Die Tür
1 ist um eine Schwenkachse 4 schwenkbar, wobei ein Winkelsensor, insbesondere ein
Potentiometer, den Öffnungszustand der Tür 1 und daraus abgeleitet deren Winkelgeschwindigkeit
und Winkelbeschleunigung ständig detektiert. Ferner ist ein Abstandsensor 3 vorgesehen,
der den Abstand des hinteren Endes der Tür 1 zum Rand der Karosserieöffnung ständig
überwacht. Die Signale der Sensoren 2 und 3 werden an die Steuerelektronik 7 abgegeben,
welche die Brems- und Antriebseinheit 10 und das Türschloss 8 geeignet steuert. Die
Brems- und Antriebseinheit 10 dient nicht nur zum Zuziehen der Tür 1 bei Erreichen
des vorgenannten dritten Bereichs sondern auch zum Antreiben der Verriegelung des
Türschlosses 8. Zu diesem Zweck betätigt die Brems- und Antriebseinheit 10 den Seilzug
des Bowdenzugs 18, der die Einheit 10 mit dem Türschloss 8 koppelt, um eine Verriegelung
des Türschlosses 8 in der bekannten Weise zu erzielen. Nachfolgend wird der Aufbau
und die Funktionsweise der Brems- und Antriebseinheit 10 anhand der Figuren 5a - 5d
für ein Ausführungsbeispiel eines mechatronischen Türschließsystems beschrieben werden.
[0048] Die Fig. 5a zeigt eine mechatronische Brems- und Antriebseinheit 30 in einem Zustand
zum Öffnen des Türschlosses (nicht gezeigt). Gemäß der Fig. 5a ist in dem Gehäuse
31 der Einheit 30 eine Spindel 41 in Lagern 40, 42 gelagert. Auf dem Außenumfang der
Spindel 41 verläuft eine spiralförmige Innennut, in die ein Vorsprung auf der Innenumfangsfläche
der Spindelmutter 43 eingreift. Auf der im Übrigen glatten zylindrischen Außenumfangsfläche
der Spindel 41 sitzt gleitbeweglich und eng anliegend ein die Spindelmutter 43 aufnehmender
Spindelmutterkäfig 44. In der Öffnungsstellung gemäß der Fig. 5a ist ein Haken 60
des um die Schwenkachse 58 schwenkbeweglichen Schwenkhebels 59 in eine korrespondierende
Ausnehmung der Spindelmutter 43 eingeschnappt, um die Spindelmutter 43 an den Spindelmutterkäfig
44 und den Laufschlitten 45 anzukoppeln. An dem anderen Ende des Schwenkhebels 59
ist eine Anschlagfläche 57 vorgesehen, an der ein Stößel 56 des an dem Laufschlitten
45 gelagerten Hubmagneten 55 anliegt. Durch Verstellen des Hubmagneten 55 und des
Stößels 56 kann der Schwenkhebel 59 um die Schwenkachse 58 geschwenkt und der Haken
60 außer Eingriff mit der Ausnehmung der Spindelmutter 43 gebracht werden, wie nachfolgend
ausgeführt. Das untere Ende des Laufschlittens 45 ist über ein Endstück 47 mit einer
Koppelstange 11 gekoppelt, welche die Einheit 30 mit einem ortsfesten Referenz- bzw.
Kopplungsbereich 6 koppelt, wie schematisch durch das Bezugszeichen 6 angedeutet.
Die Koppelstange 11 ist schwenkbeweglich um eine senkrecht auf die Zeichenebene stehende
Schwenkachse 46 gelagert.
[0049] Gemäß der Fig. 5a kämmt das mit dem linken Ende der Spindel 41 starr verbundene Zahnrad
39 mit dem Zahnrad 38, das starr mit der Drehachse von zwei Getriebestufen 37, 36
verbunden ist. Am anderen Ende dieser Achse sitzt ein Zahnrad 35, das mit der auf
der Antriebswelle 33 des Elektromotors 12 sitzenden Schnecke 34 kämmt. Zwischen dem
Elektromotor 12 und der Getriebestufe 36 sitzt eine elektromagnetische Bremse 32,
die von einer nicht dargestellten elektronischen Steuereinrichtung betätigt wird,
um die Drehbewegung der Spindel 41 geeignet abzubremsen, und zwar in der bekannten
Weise durch Andrücken von gegeneinander reibenden Kupplungsscheiben.
[0050] Gemäß der Fig. 5a greift in eine Ausnehmung am oberen Ende der Spindelmutter 43 eine
Nase des Mitnehmers 50 ein, an dem der Seilzug 180 des Bowdenzugs 18 zum Betätigen
des Türschlosses befestigt ist. An dem Mitnehmer 50 ist eine von zwei zueinander beabstandeten
parallelen Stegen ausgebildete Gleitführung 51 vorgesehen, die auf einer Längsrippe
52 des Gehäuses 31 gleitbeweglich parallel zur Axialrichtung der Spindel 41 geführt
ist. In der Stellung gemäß der Fig. 5a, in der die Spindelmutter 43 am linken Ende
des Spindelmutterkäfigs 44 sitzt, ist der Seilzug 180 des Bowdenzugs 18 entspannt.
Wie nachfolgend ausgeführt, kann der von dem halbkreisförmigen Seilumlenkstück 181
umgelenkte Seilzug 180 durch Verschieben des Mitnehmers 50, getrieben durch die Spindelmutter
43, betätigt werden.
[0051] In dem Zustand gemäß der Fig. 5a ist die Tür bis zur so genannten Vorraste des Türschlosses
geschlossen. Anhand der Figuren 5a und 5b soll nachfolgen, ausgehend von diesem Zustand,
ein Schaltvorgang zum Überführen des Türschlosses in die Hauptraste beschrieben werden.
Zu diesem Zweck wird in dem Zustand gemäß der Fig. 5a zunächst der Motor 12 reversiert
und die Kupplung 32 geschlossen, so dass der Elektromotor 12 durch Drehen der Spindel
41 die Spindelmutter 43 in dem Spindelmutterkäfig 44 ganz nach links bewegt, um den
Rasthaken 60 des Schwenkhebels 59 optimal zu entlasten. Anschließend wird der Hubmagnet
55 betätigt, um durch Vordrücken des Stößels 56 gegen die Anschlagfläche 57 den Schwenkhebel
59 im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 58 zu schwenken und so den Rasthaken 60 des
Schwenkhebels 59 außer Eingriff mit der Ausnehmung 49 (vgl. Fig. 5b) der Spindelmutter
43 zu bringen.
[0052] Anschließend reversiert der Elektromotor 12, um die Spindelmutter 43 in dem Spindelmutterkäfig
44 durch Drehen der Spindel 41 in der Fig. 5b nach rechts zu bewegen, bis schließlich
gemäß der Fig. 5b die Spindelmutter 43 am rechten Rand des Spindelmutterkäfigs 44
angelangt ist. Durch den Eingriff der Nase des Mitnehmers 50 in die Spindelmutter
43 wird der in der Gleitführung 51 gleitbeweglich gelagerte Mitnehmer 50 von der Spindelmutter
43 mitgenommen. Die dadurch auf den Seilzug 180 des Bowdenzugs 18 ausgeübte Zugkraft
bewirkt den Schaltvorgang des Türschlosses von der Vorraste zur Hauptraste. In der
Fig. 5b ist der dazu vorgesehene Verriegelungsbereich der Spindelmutter 43 durch einen
Doppelpfeil angedeutet.
[0053] Die Hauptraste des Türschlosses wird von einem in dem Türschloss befindlichen Sensor
detektiert, dessen Ausgangssignal von einer Steuerelektronik ausgewertet wird. Die
Steuerelektronik reversiert anschließend den Elektromotor 12 erneut, um die Spindelmutter
43 in dem Spindelmutterkäfig 44 durch Drehen der Spindel 41 nach links zurück zu bewegen.
Der in die Spindelmutter 43 eingreifende Mitnehmer 50 entspannt dabei den Seilzug
180. In diesem Zustand verbleibt das Türschloss in der Hauptraste, wird diese also
geschlossen gehalten. Anschließend fährt der Hubmagnet 55 den Stößel 56 zurück, so
dass der federvorgespannte Schwenkhebel 59 im Gegenuhrzeigersinn um die Schwenkachse
58 zurück schwenkt und der Rasthaken 60 des Schwenkhebels 59 erneut in die Ausnehmung
49 der Spindelmutter 43 eingreift. In diesem Zustand bleibt die Tür in der Hauptraste
zugehalten. In diesem Zustand befindet sich der Spindelmutterkäfig 44 am rechten Ende
der Spindel 41 und die Spindelmutter 43 am linken Ende des Spindelmutterkäfigs 44.
[0054] Durch Betätigen des Türgriffs wird das Türschloss in der bekannten Weise geöffnet.
Anschließend erfolgt das manuelle Aufschwenken der Tür. Dabei zieht die Koppelstange
11 den Laufschlitten 45 entlang der Spindel 41 nach links, wie in der Fig. 5c für
eine Zwischenstellung während des manuellen Aufschwenkens der Tür dargestellt. Weil
der Rasthaken 60 des Schwenkhebels 59 in die Ausnehmung der Spindelmutter 43 eingreift,
wird dabei die Spindelmutter 43 mit dem Spindelmutterkäfig 44 passiv mitgeführt. Der
Mitnehmer 50 verbleibt dabei am linken Endbereich seines Verstellwegs, wie in der
Fig. 5c gezeigt, so dass die Nase 53 des Mitnehmers 50 außer Eingriff mit der korrespondierenden
Aussparung am Außenumfang der Spindelmutter 43 gelangt.
[0055] Durch weiteres Aufschwenken der Tür wird der Laufschlitten 45 schließlich bis in
eine Endstellung überführt, die dem maximal aufgeschwenkten Zustand der Tür entspricht.
Dabei kann ein am linken Rand des Spindelmutterkäfigs 44 bzw. Laufschlittens 45 vorgesehener
Anschlag an einer Anschlagfläche des Gehäuses 31 in Anlage geraten. Zur Endanschlagdämpfung
können in diesem Bereich gummielastische Dämpfungselemente (in den Figuren 5a - 5d
nicht gezeigt) vorgesehen sein.
[0056] In sämtlichen Phasen gemäß den Figuren 5a - 5d ist die Kupplung 32 geöffnet, so dass
die Drehbewegung der Spindel 41 nicht durch ein Gegeneinanderdrücken der Reibbeläge
der Kupplung 32 abgebremst wird. Erst wenn gemäß der Fig. 5d die Tür maximal aufgeschwenkt
ist, wird die Kupplung 32 von der Steuerelektronik betätigt und geschlossen, um die
Drehbewegung der Spindel 41 zu bremsen und für eine Endanschlagdämpfung zu sorgen.
[0057] Wie vorstehend ausgeführt, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Abstandsensor
die Außenoberfläche der Tür permanent auf eine Kollision mit Hindernissen überwachen.
Wird von der Steuerelektronik festgestellt, dass eine Kollision der Fahrzeugtür mit
einem Hindernis droht, so kann gemäß dieser weiteren Ausführungsform die Kupplung
32 jederzeit beim manuellen Aufschwenken der Tür geschlossen werden, um durch Bremsen
und nachfolgendes Blockieren der Drehbewegung der Spindel 41 die Schwenkbewegung der
Tür abzubremsen und die Tür im Stillstand festzuhalten (Kollisionsschutz). Durch manuelles
einwärts Schwenken der Tür kann die Feststellwirkung der Kupplung 32 überdrückt werden.
Wird dies von der Türsensorik detektiert, so gibt die Steuerelektronik die Kupplung
32 wieder frei, um ein Zuschwenken der Fahrzeugtür zu ermöglichen. Oder die Steuerelektronik
gibt die Feststellung der Tür durch Lösen der Kupplung 32 nach Verstreichen eines
vorbestimmten Zeitintervalls frei.
[0058] Ausgehend von dem Zustand gemäß der Fig. 5d kann die Tür von Hand zugeschwenkt bzw.
zugeschlagen werden. Beim manuellen Zuschwenken drückt die Koppelstange 11 den Laufwagen
45 mit der in diesen eingerasteten Spindelmutter 44 erneut nach rechts. Während des
manuellen Zuschwenkens bleibt der Motor 12 ausgeschaltet und die Kupplung 32 offen.
[0059] Schließlich wird der vorgenannte zweite Winkelbereich bzw. Verstellbereich erreicht,
wie durch die Türsensorik und die Steuerelektronik detektiert, in welchem durch geeignetes
Schließen der Kupplung 32 die Drehbewegung der Spindel 41 abgebremst wird, bis schließlich
zum Ende des vorgenannten zweiten Winkelbereichs ein Soll-Bewegungszustand der Tür
erreicht ist, in dem beispielsweise die maximale Winkelgeschwindigkeit oder kinetische
Energie der Tür einen vorgebbaren maximalen Wert nicht übersteigt.
[0060] Zum Abbremsen der Drehbewegung der Spindel 41 kann die Kupplung 32 permanent mit
einer durch die Steuerelektronik vorgegebenen Kraft geschlossen werden, um die Drehbewegung
kontrolliert abzubremsen, gemäß einer durch die Steuerelektronik vorgegebenen Kennlinie.
Alternativ kann die Drehbewegung der Spindel 41 auch durch alternierendes Schließen
und Öffnung der Kupplung 32 entsprechend einer von der Steuerelektronik vorgegebenen
Bremskennlinie abgebremst werden.
[0061] Schließlich wird bei einem durch die Steuerelektronik vorgegebenen Öffnungswinkel
der Tür der vorgenannte dritte Öffnungsbereich der Tür erreicht, in dem der Elektromotor
12 eingeschaltet und die Kupplung 32 geschlossen wird, so dass der Motor 12 durch
Drehen der Spindel 41 den Laufschlitten 45 und die mit diesem gekoppelte Spindelmutter
43 mit einer durch die Steuerelektronik vorgegebenen Geschwindigkeit weiter nach rechts
bewegt, hin zu der geschlossenen Stellung gemäß der Fig. 5a. Dabei zieht der Laufschlitten
45 die Koppelstange 11 weiter nach rechts, um die Tür weiter zuzuziehen. In diesem
Zustand wird die Tür nicht mehr von Hand zugeschwenkt bzw. zugeschlagen. Vielmehr
wird die Tür selbsttätig weiter zugezogen, angetrieben durch den Elektromotor 12.
Sollte die Bedienperson versehentlich die Tür in dieser Phase weiter zuschlagen, so
würde dies durch die Türsensorik und die Steuerelektronik bemerkt werden und diesem
Vorgang durch entsprechende Ansteuerung des Elektromotors 12 und/oder der Kupplung
32 geeignet entgegen gewirkt werden, um insbesondere zu verhindern, dass die durch
die Steuerelektronik vorgegebene maximale Schließgeschwindigkeit bzw. kinetische Energie
der Tür überschritten wird.
[0062] Beim weiteren Zuziehen der Tür wird der Laufschlitten 45 mit der mit dieser gekoppelten
Spindelmutter 43 weiter nach rechts verstellt, bis schließlich die Nase 53 des Mitnehmers
50 wieder in die korrespondierende Aussparung am Außenumfang der Spindelmutter 43
eingreift. Auf diese Weise wird die Brems- und Antriebseinheit 30 schließlich in den
Zustand gemäß der Fig. 5a überführt, in dem sich das Türschloss in der Vorraste befindet.
[0063] Wie vorstehend ausgeführt, ermöglicht die Brems- und Antriebseinheit ein stufenloses,
sanftes Abbremsen der Tür auf einen gewünschten, durch eine Steuerelektronik vorgebbaren
Bewegungszustand. Beim Aufschwenken der Tür kann diese dabei jederzeit arretiert werden,
wenn eine Kollision mit einem Hindernis droht. Das Schließen der Tür erfolgt in der
Weise, dass die Bedienperson die Tür einfach zuschlägt. Die Tür wird dabei so stark
abgebremst, dass am Ausgang des vorgenannten zweiten Bereichs die kinetische Restenergie
der Tür nicht mehr für ein selbsttätiges Schließen und/oder Verriegeln der Tür ausreicht.
Mit Erreichen des vorgenannten dritten Bereichs wird vielmehr automatisch eine Zuzieheinrichtung
aktiviert, welche die Tür selbsttätig zumindest bis in die Vorraste zuzieht. Anschließend
erfolgt das motorisch getriebene Verriegeln des Türschlosses. An diese Bewegungsfolge
gewöhnt sich die Bedienperson sehr rasch, so dass nach entsprechender Gewöhnung die
Bedienperson die Fahrzeugtür nur noch mit einer vergleichsweise geringen Kraft zuschlagen
wird, die gerade ausreicht, um die Tür ohne allzu starkes Eingreifen der Bremseinrichtung
in den vorgenannten dritten Verstellbereich zu überführen, in dem die Zuzieheinrichtung
selbsttätig eingreift, um die Tür zu schließen. Ein zu starkes Türzuschlagen wird
somit aufgrund eines Gewöhnungseffektes der Bedienperson vermieden. Die entsprechend
möglich gewordene einfachere Auslegung der Funktionselemente der Fahrzeugtür und deren
Aufhängung bzw. Lagerung ermöglicht erfindungsgemäß erhebliche Kosteneinsparungen.
[0064] Die vorgenannte Funktionalität lässt sich auch mit einer ohne eine Steuerelektronik
arbeitenden Antriebs- und Bremseinheit realisieren, was nachfolgend beispielhaft anhand
der Figuren 6 - 14b beschrieben werden soll. Die Fig. 6 zeigt schematisch eine Kraftfahrzeugtür
1 mit einem rein mechanischen Türschließsystem gemäß der vorliegenden Erfindung. Die
Tür 1 ist an den Türscharnieren 5 aufgehängt. In der Tür 1 ist eine Brems- und Antriebseinheit
70 vorgesehen, die über eine schwenkbeweglich gelagerte Koppelstange 11 mit daran
vorgesehener Zahnstange 740 an einen ortsfesten Referenz- bzw. Kopplungsbereich 6
an der Fahrzeugkarosserie angelenkt ist. Zum Abbremsen der Tür beim Zuschwenken ist
eine Dämpfungs- bzw. Bremseinrichtung vorgesehen, wie nachfolgend ausgeführt. Zum
Verriegeln des Türschlosses 8 ist die Einheit 70 über einen Bowdenzug 18 mit dem Türschloss
8 gekoppelt. Ein mechanischer Abstandstaster 3, der einen mit der Einheit 70 gekoppelten
Bowdenzug 19 betätigt, stellt fest, wenn die Tür nahezu vollständig geschlossen ist,
insbesondere eine Vorraste des Türschlosses erreicht ist. Löst der Abstandstaster
3 aus, so wird über den Bowdenzug 19 ein Verriegelungsmechanismus betätigt und ausgelöst,
der über den Bowdenzug 18 das Türschloss 8 in die Hauptraste überführt bzw. dieses
verriegelt.
[0065] Die Fig. 7 zeigt die mechanische Brems- und Antriebseinheit 70 in einer Explosionsdarstellung.
In dem Gehäuse 71 ist ein den Bowdenzug 18 aufnehmendes Bowdenzug-Lagerstück 183 befestigt
und eine mechanische Energiespeicher- und Antriebseinheit 76 aufgenommen. Am Rand
des Gehäuses 71 ist ferner eine Kopplungseinheit 75 zum Koppeln des Türabstandstasters
3 (vgl. Fig. 6) mit der Einheit 70 gelagert, so dass der von zwei Schwenkhebeln 752,
755 ausgebildete Sperrklinkenmechanismus mit einem als Führungskulisse wirkenden Umfangsvörsprung
der mittleren Drehscheibe 81 der Energiespeicher- und Antriebseinheit 76 zusammenwirken
kann, wie nachfolgend ausgeführt. Am oberen Rand des Gehäuses 71 ist ferner eine Türfeststelleinheit
73 angeordnet. Schließlich ist an der Rückseite des Gehäuses 71 eine einen hydraulischen
Dämpfer 746 aufweisende Brems- bzw. Dämpfungseinheit 74 gelagert, welche auch die
Koppelstange 11 mit der darauf vorgesehenen Zahnstange 740 trägt. An der vorderen
Stirnseite des Gehäuses 71 ist ein Haltewinkel 72 befestigt.
[0066] Genauer gesagt umfasst die Energiespeicher- und Antriebseinheit 76 drei beabstandet
zueinander drehbeweglich gelagerte Scheiben 80, 81 und 82. Die Scheiben 80 - 82 sind
drehbeweglich um die zentrale Drehachse 83 gelagert, die in einem Drehachsenlagerbereich
714 der linken Gehäuseplatte 710 des Gehäuses 71 und einem gegenüber liegenden Lagerbereich
in der rechten Gehäuseplatte 711 gelagert ist. Die Scheiben 80, 82 sind drehfest zueinander
und über die Drehachse miteinander verbunden. Die mittlere Drehscheibe 81 kann relativ
zu der von den Scheiben 80, 82 gebildeten Einheit verdreht werden. Die linke Drehscheibe
80 ist halbkreisförmig ausgebildet, mit einem im Wesentlichen radial verlaufenden
Führungsschlitz 90, in dem ein darin gleitbeweglich geführter Federeinhängbolzen 86
gelagert ist, in den das obere Ende der Zugfeder 84 eingehängt ist, sowie mit einem
bogenförmigen, sich über einen Winkelbereich von etwa 45° erstreckenden Führungsschlitz
91, in dem ein Führungsbolzen 92 gleitbeweglich gelagert ist. An der mittleren Drehscheibe
81 ist ein Federeinhängbolzen 89 gleitbeweglich in einem sich im Wesentlichen radial
erstreckenden Führungsschlitz 95 gelagert, wobei das untere Ende einer Zugfeder oder
bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 7 bevorzugt von zwei Zugfedern 87 in den
Federeinhängbolzen 89 eingehängt ist bzw. sind. Die mittlere und die rechte Drehscheibe
81, 82 sind ferner über einen Führungsbolzen 97 miteinander verbunden, der in den
einer Verstellung dienenden Führungsschlitz 96 eingeschraubt ist. An dem Führungsbolzen
97 sind ein Niederdrücker 100 und zwei seitliche zu diesem beabstandete hakenförmige
Mitnehmer 101 vorgesehen, welche den im Inneren des Gehäuses 71 gelagerten pilzförmigen
Seilnippel 182 des Bowdenzugs 18 niederdrücken bzw. mitnehmen, wie nachfolgend ausgeführt.
[0067] Die Energiespeicher- und Antriebseinheit 76 ist so in dem Gehäuse 71 gelagert, dass
die linke und mittlere Drehscheibe 80, 81 im Gehäuseinneren gelagert sind, die rechte
Drehscheibe 82 jedoch außerhalb des Gehäuses 71 auf dessen Rückseite gelagert ist,
so dass der Bolzen 97 die in der rechten Gehäuseplatte 711 ausgebildete sichelförmige
Aussparung 716 durchragt. Die Gehäuseplatten 710, 711 sind über eine Mehrzahl von
Schraubbolzen 712 mit dazwischen vorgesehenen Abstandshülsen 713 fest miteinander
verbunden. Wie in der Fig. 7 gezeigt, sind in der oberen Abstandshülse 713 zwei kreisförmige
Ausnehmungen ausgebildet, in die die oberen Enden der Zugfedern 87 eingehängt sind.
Das untere Ende der Zugfeder 84 ist in eine entsprechende Abstandshülse am hinteren
unteren Ende des Gehäuses 71 eingehängt. Wie nachfolgend ausgeführt, dienen die Federn
87 zum Verriegeln des Türschlosses durch Betätigen des Bowdenzugs 18, während die
Zugfeder 84 zum Zuziehen der Tür in dem vorgenannten dritten Türverstellbereich dient.
Demzufolge können die Zugfedern 87 und 84 gesondert zueinander entspannt werden, zu
welchem Zweck die mittlere Drehscheibe 81 relativ zu der linken und rechten Drehscheibe
80, 82 drehbeweglich gelagert ist.
[0068] Die Türfeststelleinheit 73 ist an der rechten Gehäuseplatte 711 so befestigt, dass
die Achse 732 die Aussparung 717 am oberen Rand der rechten Gehäuseplatte 711 durchragt
und das
[0069] Zahnrad 733 mit der Außenverzahnung 105 der rechten Drehscheibe 82 kämmt. Die rechte
Drehscheibe 82 dient somit als Antrieb für die Einheit 70. Als Türfeststeller 73 dient
ein Bremssystem mit einem hohen Losbrechmoment, insbesondere einem definierten Losbrechmoment,
wobei das Weiterführungsmoment gering ist, so dass nach Überdrücken des hohen Losbrechmoments
(Überdrücken der Haltekraft der Tür) die Tür wieder leichtgängig weiter verstellt
werden kann. Ein solches Bremssystem lässt sich beispielsweise in der bekannten Weise
durch eine Schlingfeder oder dergleichen realisieren.
[0070] Gemäß der Fig. 7 ist am vorderen Rand des Gehäuses 71 eine die beiden Gehäuseplatten
710, 711 miteinander verbindende Lagerplatte 726 befestigt, in der eine halbzylindrische
Drehzapfenaufnahme 727 ausgebildet ist. Gemeinsam mit der an der Befestigungsbasis
721 des Haltewinkels 72 befestigten Drehzapfenhalteplatte 725 mit Drehzapfenlagerungen
728 wird in diesem Bereich das Gehäuse 71 um diesen Drehzapfen (in den Figuren nicht
gezeigt) drehbeweglich relativ zu dem starr mit dem Rahmen der Fahrzeugtür verbundenen
Haltewinkel 72 gelagert, so dass ein Winkelausgleich beim Schwenken der Tür erzielt
werden.
[0071] Die Dämpfungseinheit 74 umfasst eine Basisplatte 741 mit zwei an dieser vorgesehenen
Abstützwinkeln 743, 744, zwischen denen gemäß der Fig. 8d eine Lagerhülse 749 ausgebildet
ist, in der der Zylinder 746 eines hydraulischen Dämpfers aufgenommen ist, der mittels
Schrauben 7490 und 7491 an der Lagerhülse 749 befestigt ist. Die Basisplatte 741 ist
mittels die Befestigungsbohrungen 742 und die korrespondierenden Befestigungsbohrungen
719 durchragenden Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben, an der Rückseite
der rechten Gehäuseplatte 711 befestigt, so dass die Außenverzahnung 105 der außerhalb
des Gehäuses 71 auf dessen Rückseite gelagerten rechten Drehscheibe 82 mit der an
der Koppelstange 11 vorgesehenen Zahnstange 740 kämmt. Wie in der Fig. 6 gezeigt,
ist das vordere Ende der Koppelstange schwenkbeweglich an den ortsfesten Referenz-
bzw. Kopplungsbereich 6 an der Fahrzeugkarosserie angelenkt. Gemäß der Fig. 8b ist
am vorderen Ende der Koppelstange 11 ein abgewinkeltes Betätigungselement 745 vorgesehen,
das in bestimmten Winkelbereichen der Tür, wie nachfolgend ausgeführt, in Anlage zu
dem Betätigungsende 748 der Kolbenstange des in dem Zylinder 746 gelagerten Kolbens
gelangt. Durch Zusammenwirken des Betätigungselements 745 und des Betätigungsendes
748 des Kolbens des Dämpfungszylinders 746 wird die Öffnungsstellung der Tür mechanisch
ertastet und die Schließbewegung der Tür in vorbestimmten Winkelbereichen, wie durch
die Bauteilgeometrie vorgegeben, gedämpft. Bevorzugt ist der hydraulische oder pneumatische
Dämpfungszylinder 746 so ausgelegt, dass seine Dämpf- bzw. Bremsrate mit zunehmender
Schließgeschwindigkeit der Tür ansteigt, und zwar bevorzugt nichtlinear. Wird die
Tür also langsam geschlossen, so ist die Brems- bzw. Dämpfungswirkung vernachlässigbar;
wird die Tür jedoch heftig zugeschlagen, so ist die Dämpf- bzw. Bremswirkung erheblich.
[0072] Wie beispielhaft in der Fig. 8a gezeigt, ist am Außenumfang der mittleren Drehscheibe
81 ein Umfangsvorsprung 110 ausgebildet, welcher im Zusammenwirken mit dem von den
beiden gegenläufig schwenkbaren Schwenkhebeln 752 und 755 ausgebildeten Sperrklinkenmechanismus
die Drehbewegung der mittleren Drehscheibe 81 zum Auslösen des Verriegelns des Türschlosses
über den Bowdenzug 18 steuert, wie nachfolgend ausgeführt.
[0073] Nachfolgend wird anhand der Figuren 8a - 14b die Funktionsweise der mechanischen
Brems- und Antriebseinheit gemäß der Fig. 7 für ein Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür
und ein Verriegeln des Türschlosses beschrieben werden. Dabei ist in den jeweils mit
dem Buchstaben a bezeichneten Figuren die mechanische Brems- und Antriebseinheit in
einer Vorderansicht und in den mit den Buchstaben b bezeichneten Zeichnungen die Einheit
in einer entsprechenden Rückansicht gezeigt.
[0074] Als Ausgangszustand sei der Fall einer vollständig geschlossenen und zugehaltenen
Fahrzeugtür betrachtet, wie in den Figuren 8a und 8b gezeigt. In dieser Stellung ist
die Koppelstange 11 in eine Endstellung gefahren, die durch das Zusammenwirken des
Betätigungselements 745 mit dem Betätigungsende 748 des Dämpfungszylinders 746 gedämpft
bzw. festgelegt wird. In dieser Stellung sind die Federn 84, 87 entspannt und liegt
die Sperrklinke des oberen Schwenkhebels 755 am Außenumfang des Umfangsvorsprungs
110 an, ohne diesen und die Drehbewegung der mittleren Drehscheibe 81 zu blockieren.
[0075] Die Figuren 9a und 9b zeigen die Einheit 70 nach Aufschwenken der Tür um etwa 19°.
Dabei hat sich die Koppelstange mit der Zahnstange 740 im Vergleich zu den Figuren
8a und 8b etwas bewegt, wodurch die mit ihrer Außenverzahnung 105 mit der Zahnstange
740 kämmende rechte Drehscheibe 82 verdreht wurde und auch die im Drehendanschlag
befindlichen Drehscheiben 81 und 80 mitgeführt wurden. Dadurch werden die Federn 84,
87 vorgespannt. Während der Federeinhängbolzen 86 der Zugfeder 84 bereits vollständig
den Führungsschlitz 90 durchlaufen hat, befindet sich der entsprechende Federeinhängbolzen
89 der Zugfeder 87 in etwa in der Mitte des zugeordneten Führungsschlitzes 95. Gemäß
der Fig. 9a ist der untere Schwenkhebel 752 im Uhrzeigersinn zurückgeschnappt und
liegt am unteren Ende des Umfangsvorsprungs 110 an, um ein Rückdrehen der mittleren
Drehscheibe 81 zu sperren. Wie in der Fig. 9b gezeigt, ist in dieser Stellung die
Kolbenstange 747 des Dämpfungszylinders 746 nahezu vollständig ausgefahren, liegt
jedoch das Betätigungsende 748 der Kolbenstange 747 weiterhin an dem Betätigungselement
745 der Koppelstange 11 an.
[0076] Die Figuren 10a und 10b zeigen die Einheit 70 nach manuellem Aufschwenken der Tür
um etwa 21°. Die Federn 84, 87 sind in diesem Zustand weiter vorgespannt. Zusätzlich
zum vorgespannten unteren Schwenkhebel 752 ist nun auch der vorgespannte obere Schwenkhebel
755 im Gegenuhrzeigersinn zurückgeschwenkt, so dass der gemeinsam von den Schwenkhebeln
752, 755 ausgebildete Sperrklinkenmechanismus mit dem Umfangsvorsprung 110 zusammenwirkt,
um ein Zurückdrehen der mittleren Drehscheibe 81 zu verhindern. Mit anderen Worten,
der Sperrklinkenmechanismus verhindert ein Entspannen der dem Verriegeln des Türschlosses
dienenden Zugfedern 87. Wie in der Fig. 10a gezeigt, haben sich in der Stellung gemäß
der Fig. 10a die beiden Mitnehmer 101 an dem pilzförmigen Seilnippel 182 des Bowdenzugs
18 im Uhrzeigersinn vorbei bewegt und stehen diese somit für eine Betätigung des Bowdenzugs
18 durch Hintergreifen des Seilnippels 182 und Drehen der mittleren Drehscheibe 81
in die entgegen gesetzte Richtung bereit. Wie in der Fig. 10b gezeigt, liegt auch
in dieser Stellung das Betätigungselement 745 der Koppelstange 11 an dem Betätigungsende
748 der Kolbenstange 747 des Dämpfungszylinders 746 an.
[0077] Durch weiteres manuelles Aufschwenken der Tür wird schließlich der Zustand gemäß
den Figuren 11a und 11b eingenommen, in welchem die Federn 84, 87 vollständig gespannt
sind und ein an dem abgewinkelten Endstück 7400 der Zahnstange 740 vorgesehener elastischer
Dämpfungsanschlag 7401 und/oder ein entsprechendes Dämpfungselement an in den Gleitstücklagerbereichen
734 der Türfeststelleinheit 730 vorgesehenen elastischen Dämpfungselementen im Zusammenwirken
mit dem bogenförmigen Führungsschlitz 107 der rechten Drehscheibe 82 für einen gedämpften
Endanschlag sorgt, um die Türbewegung zu stoppen. Wie in der Fig. 11b gezeigt, ist
in dieser Stellung die Kolbenstange 747 vollständig aus dem Dämpfungszylinder 746
herausgefahren, besteht jedoch zwischen dem Betätigungselement 745 der Koppelstange
11 und dem Betätigungsende 748 eine lichte Weite, mit der der Beginn der Dämpfungswirkung
des Dämpfungszylinders 746 beim Zuschwenken der Tür gesteuert werden kann.
[0078] Durch Zuschwenken der Tür wird schließlich der Zustand gemäß den Figuren 12a und
12b erreicht, in dem die Federn 84, 87 weiter entspannt sind, der von den Schwenkhebeln
752, 755 ausgebildete Sperrklinkenmechanismus im Zusammenwirken mit dem Umfangsvorsprung
110 jedoch ein Zurückdrehen der mittleren Drehscheibe 81 und somit eine Entspannung
der die Verriegelung des Türschlosses antreibenden Zugfedern 87 blockiert. Gemäß der
Fig. 12b liegt in dieser Stellung wieder das Betätigungselement 745 an dem Betätigungsende
748 der Kolbenstange 747 des Dämpfungszylinders 746 an, um den Türzuschlag zu dämpfen,
wie durch die Kennlinie des Dämpfungszylinders 746 vorgegeben. Wie in der Fig. 12a
erkennbar, wirkt jedoch in dieser Stellung die zum Türzuziehen dienende Zugfeder 87
weiter auf die linke Drehscheibe 80 und die mit dieser gekoppelte rechte Drehscheibe
82 ein, um diese weiter zu verdrehen, bis schließlich die geschlossene Stellung der
Tür erreicht ist. Die von der Zugfeder 84 ausgeübte Kraft ist vergleichsweise gering,
jedoch ausreichend, um die Tür zuverlässig gegen die von dem Dämpfungszylinder 746
ausgeübte Dämpfungs- bzw. Bremskraft zuzuziehen.
[0079] Zweckmäßig wird zu diesem Zweck ein Dämpfungszylinder verwendet, dessen Brems- bzw.
Dämpfungsrate für hohe Türschließgeschwindigkeiten groß ist, jedoch für niedrige Türschließgeschwindigkeiten
gering ist. Somit ist bereits eine geringe von der Zugfeder 84 ausgeübte Zugkraft
ausreichend, um die Tür zuverlässig gegen die von dem Dämpfungszylinder 746 ausgeübte
Dämpfungs- bzw. Bremskraft zuzuziehen.
[0080] Durch weiteres Zuziehen der Tür wird schließlich die Stellung gemäß den Fig. 13a
und 13b eingenommen, in der die Tür nahezu vollständig verschlossen ist, das Türschloss
jedoch noch nicht verriegelt ist. In dieser Stellung zieht die Zugfeder 84 weiter
und wirkt so auf die Tür ein, um diese gegen die von der Türdichtung ausgeübte Gegenkraft
weiter zuzuziehen. Gemäß der Fig.13a wirkt der Umfangsvorsprung 110 auch weiterhin
mit dem von den beiden Schwenkhebeln 752, 755 ausgebildeten Sperrklinkenmechanismus
zusammen, um ein Zurückdrehen der mittleren Drehscheibe 81 und ein Entspannen der
Zugfedern 87 auch weiterhin zu verhindern.
[0081] Durch weiteres Zuziehen der Tür, getrieben durch die Zugfeder 84, wird schließlich
der Zustand gemäß den Figuren 14a und 14b eingenommen, in dem die Tür vollständig
verschlossen ist und die Einheit 70 ein Verriegeln des Türschlosses antreibt, wie
nachfolgend ausgeführt. In dem Zustand gemäß den Figuren 14a und 14b hat die Tür die
Vorraste erreicht. Das hintere Ende der Tür befindet sich unter einem so geringen
Abstand zur B-Säule des Fahrzeugs, dass der Abstandstaster 3 (vgl. Fig. 6) schließlich
so stark an dem Seilzug des Bowdenzugs 19 zieht, dass der von den beiden Schwenkhebeln
752, 755 ausgebildete Sperrklinkenmechanismus ausgelöst wird, um den Umfangsvorsprung
110 freizugeben, so dass die Federn 87 entspannen können und die von ihnen gespeicherte
Federenergie in sehr kurzer Zeit freigegeben werden kann. Gemäß der Fig. 13a ist der
Mitnehmer 101 bei nahezu vollständig geschlossener Tür in unmittelbarer Nähe zum pilzförmigen
Seilnippel 182 des Bowdenzugs 18 angeordnet, um diesen zu hintergreifen. Wird nun
gemäß der Fig. 14a der Umfangsvorsprung 110 von dem Sperrklinkenmechanismus freigegeben,
so wird die mittlere Drehscheibe 81 gemäß der Fig. 14a rasch im Gegenuhrzeigersinn
verdreht, getrieben durch das Entspannen der Zugfedern 87. Dabei nehmen die den Seilnippel
182 hintergreifenden Mitnehmer 101 den Seilnippel 182 im Gegenuhrzeigersinn mit, so
dass der Seilzug 180 des Bowdenzugs 18 betätigt wird, wodurch die mit dem Seilzug
180 gekoppelte Schlossfalle des Türschlosses verriegelt wird. Dadurch wird die Fahrzeugtür
in die Hauptraste überführt. Schließlich gleiten die beiden Mitnehmer 101 an dem Seilnippel
182 vorbei, wodurch der Seilzug 180 mit dem Seilnippel 182 zurück in den Bowdenzug
18 zurückfährt und die Einheit 70 erneut den Zustand gemäß der Figuren 8a und 8b einnimmt.
In diesem Zustand wird die Tür in der Hauptraste zugehalten.
[0082] Wie vorstehend ausgeführt, wird auch mit der mechanischen Brems- und Antriebseinheit
gemäß der Fig. 7 die Tür in dem zweiten Verstellbereich kontrolliert abgebremst, bis
zum Ende des zweiten Verstellbereichs ein durch die Kennlinie der Brems- bzw. Dämpfungseinrichtung
vorgegebener Bewegungszustand erreicht ist, in welchem die Tür nicht selbsttätig geschlossen
und/oder verriegelt werden kann. In dem anschließenden dritten Türverstellbereich
wird die Tür automatisch aufgrund eines federgetriebenen Zuziehmechanismus zugezogen,
bis schließlich eine Vorraste erreicht ist. Anschließend wird der zum Antreiben des
Türverriegelungsmechanismus vorgesehene Federmechanismus ausgelöst, das Türschloss
verriegelt und die Tür somit in eine Hauptraste überführt. Auch bei diesem Türschließsystem
tritt ein gewisser Gewöhnungseffekt ein, demzufolge die Bedienperson erwartet, dass
die Tür in dem zweiten Türverstellbereich abgebremst wird, so dass es zwecklos ist,
die Tür allzu heftig zuzuschlagen. In jedem Fall wird die Tür nach Erreichen des dritten
Türverstellbereichs selbsttätig zugezogen und automatisch verriegelt.
[0083] Wie dem Fachmann beim Studium der vorstehenden Beschreibung ohne weiteres ersichtlich
sein wird, kann der als Energiespeicher wirkende Federmechanismus der Energiespeicher-
und Antriebseinheit 76 gemäß der Fig. 7 auch durch beliebige andere Energiespeicher
ersetzt werden, beispielsweise pneumatische oder hydraulische Zylinder-Kolben-Dämpfungseinheiten,
magnetische oder elektrische Energiespeicher oder auch Energiespeicher, die Energie
in Form von potentieller Energie speichern. Wie vorstehend anhand der Fig. 3c ausgeführt,
kann ein solcher mechanischer Energiespeicher auch mit Hilfe eines in der Tür oder
in der Fahrzeugkarosserie vorgesehenen, einer anderen Verstellbewegung dienenden Verstellmotors
aufgeladen werden, beispielsweise durch einen Fensterhebermotor, einen Schlossantrieb,
einen Zentralverriegelungsmotor oder einen elektrischen Armstützenverstellmotor. Zu
diesem Zweck muss ein zusätzlicher Kupplungs- und Getriebemechanismus zum Ankoppeln
dieses Verstellmotors an den mechanischen Energiespeicher vorgesehen sein, wie dem
Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein wird. Die Steuerung dieses zusätzlichen Verstellmotors
und der weiteren Kupplungs- und Getriebeeinheit kann durch mechanische Taster und/oder
eine elektronische Steuereinrichtung bewerkstelligt werden.
[0084] Statt des hydraulischen oder pneumatischen Dämpfungs- und Bremszylinders 746 gemäß
der Fig. 7 kann bei der mechanischen Brems- und Antriebseinheit 70 gemäß der Fig.
7 auch eine beliebige andere Dämpfungs- und Bremseinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise
ein elektrischer oder magnetischer Brems- und Dämpfungsmechanismus, was dem Fachmann
ohne weiteres ersichtlich sein wird. Ein solcher elektrischer Brems- und Dämpfungsmechanismus
kann beim Abbremsen der Türbewegung auch kinetische Energie in elektrische Energie
wandeln, beispielsweise in der Art einer bekannten Wirbelstrombremse. Diese elektrische
Energie kann dem Bordnetz des Kraftfahrzeuges zugeführt werden.
[0085] Wie vorstehend ausgeführt, ist die Antriebseinheit zum Verriegeln des Türschlosses
und Überführen der Tür von der Vorraste zur Hauptraste sehr stark untersetzt, so dass
auch vergleichsweise starke Gegenkräfte aufgrund von Dichtungen am Rand der Karosserieöffnung
ohne weiteres überwunden werden können.
[0086] Wenngleich das erfindungsgemäße Türschließsystem vorstehend anhand einer Kraftfahrzeug-Schwenktür
beschrieben worden ist, eignet sich das erfindungsgemäße Türschließsystem grundsätzlich
für beliebige von Hand schließbare Karosseriebauteile von Kraftfahrzeugen, beispielsweise
Schiebetüren, Schwenk-Schiebetüren, Hauben, Klappen, Schiebedächer oder dergleichen.
Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Türschließsystem jedoch in entsprechender Weise
auch für von Hand schließbare Schließelemente von beliebigen spur- oder schienengebundenen
Fahrzeugen geeignet, wie beispielsweise Waggontüren von Eisenbahnwaggons oder Zutrittstüren
von S-Bahn- oder Straßenbahnfahrzeugen.
[0087] Durch das erfindungsgemäße Türschließsystem wird ein kontinuierliches, einklemmfreies
Schließen solcher Schließelemente ermöglicht. Aufgrund der vergleichsweise geringen
Geschwindigkeit bzw. kinetischen Restenergie des Schließelements in dem vorgenannten
dritten Verstellbereich kann es erfindungsgemäß zu keinem bedrohlichen Einklemmzustand
kommen. Hindernisse, wie beispielsweise eine menschliche Hand oder ein Körperteil,
können das sich schließende Schließelement in dem dritten Verstellbereich ohne weiteres
zurückdrücken. Eine größere Kraft- bzw. Druckbeaufschlagung des Schließelements erfolgt
erst nach Durchlaufen des dritten Verstellbereichs, das heißt dann, wenn das Schließelement
bereits in die Vorraste gefallen ist, ein Einklemmen von Objekten oder Körperteilen
aber zuverlässig ausgeschlossen ist. Erst in dem dann anschließenden vierten Verstellbereich
wird das Schließelement durch Verriegeln des Schlosses verriegelt und dabei vollständig
zugezogen.
[0088] Aufgrund der erfindungsgemäß erheblich geringeren Zuschlagenergie des Schließelements
sind die durch den Zuschlag des Schließelements auftretenden Belastungen auf Funktionselemente
des Schließelements bzw. deren Lagerung erheblich reduziert, was erfindungsgemäß ein
erhebliches Einsparpotential ermöglicht.
Bezugszeichenliste
[0089]
- 1
- Tür
- 2
- Positionssensor oder -taster
- 3
- Abstandsensor oder -taster
- 4
- Schwenkachse
- 5
- Türscharnier
- 6
- Referenz-/Kopplungsbereich (ortsfest)
- 7
- Steuereinrichtung
- 8
- Türschloss
- 9
- Zuziehhilfe
- 10
- Brems- und Antriebseinheit
- 11
- Kopplungsmittel / Koppelstange
- 12
- elektrische Antriebseinrichtung
- 13
- Energiespeicher
- 14
- mechanische Antriebseinrichtung
- 15
- Bremse / Dämpfer
- 16
- Elektromotor
- 18
- Bowdenzug der Zuziehhilfe
- 180
- Seilzug der Zuziehhilfe
- 181
- Seilumlenkstück
- 182
- Seilnippel
- 183
- Bowdenzug-Lagerstück
- 19
- Bowdenzug des Abstandstasters 3
- 190
- Seilzug
- 30
- Mechatronische Brems- und Antriebseinheit
- 31
- Gehäuse
- 32
- elektromagnetische Bremse
- 33
- Antriebswelle
- 34
- Schnecke
- 35
- Zahnrad
- 36
- Getriebestufe
- 37
- Getriebestufe
- 38
- Zahnrad
- 39
- Zahnrad
- 40
- Lager
- 41
- Spindel
- 42
- Lager
- 43
- Spindelmutter
- 44
- Spindelmutterkäfig
- 45
- Lauf- oder Gleitschlitten
- 46
- Schwenkachse
- 47
- Endstück
- 49
- Ausnehmung der Spindelmutter 43
- 50
- Mitnehmer
- 51
- Gleitführung
- 52
- Längsrippe des Gehäuses 31
- 53
- Nase des Mitnehmers 50
- 55
- Hubmagnet
- 56
- Stößel
- 57
- Anschlagfläche
- 58
- Schwenkachse
- 59
- Schwenkhebel
- 60
- Haken/Schnappvorsprung des Schwenkhebels 59
- 70
- mechanische Brems- und Antriebseinheit
- 71
- Gehäuse
- 72
- Haltewinkel
- 73
- Türfeststelleinheit
- 74
- Dämpfungseinheit
- 75
- Kopplungseinheit des Türabstandstasters 3
- 76
- Energiespeicher- und Antriebseinheit
- 80
- linke Drehscheibe
- 81
- mittlere Drehscheibe
- 82
- rechte Drehscheibe
- 83
- zentrale Drehachse
- 84
- Zugfeder
- 85
- ortsfester Befestigungsbereich
- 86
- gleitbeweglicher Federeinhängbolzen
- 87
- Zugfeder
- 88
- ortsfester Befestigungsbereich
- 89
- gleitbeweglicher Federeinhängbolzen
- 90
- radialer Führungsschlitz
- 91
- bogenförmiger Führungsschlitz
- 92
- Führungsbolzen
- 95
- radialer Führungsschlitz
- 96
- Führungsschlitz
- 97
- Führungsbolzen
- 100
- Niederdrücker
- 101
- Mitnehmer
- 105
- Außenverzahnung
- 106
- Zahnlückenabschnitt
- 107
- bogenförmiger Führungsschlitz
- 110
- Umfangsvorsprung
- 710
- linke Gehäuseplatte
- 711
- rechte Gehäuseplatte
- 712
- Schraubbolzen
- 713
- Abstandshülse
- 714
- Drehachsenlagerbereich
- 715
- exzentrische Führung
- 716
- Aussparung
- 717
- Aussparung
- 718
- Verbindungsbereich
- 719
- Befestigungsbohrung
- 720
- Befestigungsschenkel
- 721
- Befestigungsbasis
- 725
- Drehzapfenhalteplatte
- 726
- Lagerplatte
- 727
- Drehzapfenaufnahme
- 728
- Drehzapfenlagerung
- 730
- Gehäuse
- 731
- Befestigungsabschnitt
- 732
- Achse
- 733
- Zahnrad
- 734
- Gleitstücklagerbereich
- 740
- Zalnstange
- 7400
- abgewinkeltes Endstück
- 7401
- elastischer Dämpfungsanschlag
- 741
- Basisplatte
- 742
- Befestigungsbohrung
- 743
- Abstützwinkel
- 744
- Abstützwinkel
- 745
- Betätigungselement
- 746
- Zylinder des hydraulischen Dämpfers
- 747
- Kolbenstange des hydraulischen Dämpfers
- 748
- Betätigungsende der Kolbenstange 747
- 749
- Lagerhülse des Zylinders 746
- 7490
- Mutter
- 7491
- Mutter
- 750
- Basis
- 751
- Steg
- 752
- unterer Schwenkhebel
- 753
- unterer Schwenkachse
- 755
- oberer Schwenkhebel
- 756
- obere Schwenkachse
1. Verfahren zum Steuern der Schließbewegung eines von Hand schließbaren Karosseriebauteils
für Fahrzeuge, bei welchem Verfahren:
das Karosseriebauteil (1) bei der Schließbewegung ausgehend von einer geöffneten Stellung
einen ersten Verstellbereich durchläuft, in welchem das Karosseriebauteil ohne Eingriff
eines Steuerorgans (7; 30; 70) zur geschlossenen Stellung hin bewegt wird, und
das Karosseriebauteil (1) an den ersten Verstellbereich anschließend einen zweiten
Verstellbereich durchläuft, in welchem die Schließbewegung des Karosseriebauteils
durch Eingriff des Steuerorgans (7; 30; 70) so verändert wird, dass die kinetische
Restenergie des Karosseriebauteils nach Durchlaufen des zweiten Verstellbereichs und
Erreichen eines vorbestimmten, nicht verschwindenden Öffnungswinkels einen vorbestimmten,
nicht verschwindenden Grenzwert nicht überschreitet, die kinetische Restenergie jedoch
nicht ausreichend ist, um das Karosseriebauteil (1) selbsttätig zu schließen oder
um das Karosseriebauteil (1) in eine Vorraste oder Hauptraste eines Schlosses (8)
zu überführen.
2. Vorrichtung zum Steuern der Schließbewegung eines von Hand schließbaren Karosseriebauteils
für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, beispielsweise einer Schwenktür, Schiebetür,
Schwenk-/Schiebetür, Haube, Klappe, eines Schiebedachs oder dergleichen, mit einer
Bremseinrichtung (15; 32; 746), die derart gestaltet ist und so an die Schließbewegung
des Karosseriebauteils (1) angekoppelt oder ankoppelbar ist, dass
das Karosseriebauteil (1) bei der Schließbewegung ausgehend von einer geöffneten Stellung
einen ersten Verstellbereich durchläuft, in welchem das Karosseriebauteil ohne Eingriff
einer Bremseinrichtung zur geschlossenen Stellung hin bewegt wird, und
das Karosseriebauteil (1) an den ersten Verstellbereich anschließend einen zweiten
Verstellbereich durchläuft, in welchem die Schließbewegung des Karosseriebauteils
durch Eingriff der Bremseinrichtung (32, 746) so verändert wird, dass die kinetische
Restenergie des Karosseriebauteils nach Durchlaufen des zweiten Verstellbereichs und
Erreichen eines vorbestimmten, nicht verschwindenden Öffnungswinkels einen vorbestimmten,
nicht verschwindenden Grenzwert nicht überschreitet, die kinetische Restenergie jedoch
nicht ausreichend ist, um das Karosseriebauteil (1) selbsttätig zu schließen oder
um das Karosseriebauteil (1) in eine Vorraste oder Hauptraste eines Schlosses (8)
zu überführen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin umfassend eine Antriebseinrichtung (12; 14
30; 70), welche die Schließbewegung in einem dritten, an den zweiten Verstellbereich
anschließenden Verstellbereich bis zu der Vorraste oder Hauptraste des Schlosses (8)
antreibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin umfassend einen Energiespeicher (13; 76), der
an die Antriebseinrichtung angekoppelt oder ankoppelbar ist, so dass die Antriebseinrichtung
(12; 14; 30; 70) durch Entleeren des Energiespeichers angetrieben wird, wobei der
Energiespeicher (13; 76)
a) so an eine Öffnungs- und/oder Schließbewegung des Karosseriebauteils (1) angekoppelt
ist, dass der Energiespeicher (13; 76) während des manuellen Öffnens und/oder Schließens
des Karosseriebauteils (1) durch Bremsen bzw. Dämpfen einer Öffnungs- und/oder Schließbewegung
aufgefüllt wird; oder
b) an einen einer anderen Verstellfunktion als dem Schließen und/oder Öffnen des Karosseriebauteils
(1) dienenden Verstellmotor (16) angekoppelt oder ankoppelbar ist, so dass der Energiespeicher
durch Betreiben des Verstellmotors (16) auffüllbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Verstellmotor ein Fensterhebermotor, Schlossantrieb,
Zentralverriegelungsmotor oder elektrischer Armstützenverstellmotor ist, so dass der
Energiespeicher durch Betreiben des Verstellmotors (16) auffüllbar ist.
6. Vorrichtung nach einem Anspruch 2 oder 3, bei der die Antriebseinrichtung (70) von
einem Elektromotor (12) angetrieben ist, um das Karosseriebauteil in dem dritten Verstellbereich
bis zu der Vorraste oder Hauptraste des Schlosses (8) anzutreiben.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der die Bremseinrichtung (746) so
an die Schließbewegung des Karosseriebauteils (1) angekoppelt ist, dass die Bremseinrichtung
die Schließbewegung erst bei Erreichen des zweiten Verstellbereichs abbremst, bis
die vorbestimmte kinetische Restenergie erreicht ist, wobei die Bremseinrichtung (746)
so ausgelegt ist, dass ihre Bremsrate mit zunehmender Schließgeschwindigkeit des Karosseriebauteils
(1) ansteigt, bevorzugt nichtlinear.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, weiterhin umfassend eine Kupplung (32),
um die Bremseinrichtung erst bei Erreichen des zweiten Verstellbereichs anzukoppeln,
bis die vorbestimmte kinetische Restenergie erreicht ist, wobei die Kupplung (32)
a) ausgelegt ist, um wahlweise die Bremseinrichtung und/oder einen Antriebsmotor (12)
zum Antreiben der Schließbewegung in dem dritten Verstellbereich an die Schließbewegung
des Karosseriebauteils (1) anzukoppeln, oder
b) ferner als Bremseinrichtung zum Abbremsen der Bewegung des Karosseriebauteils (1)
ausgelegt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, weiterhin umfassend eine Steuerelektronik (7), die ausgelegt
ist, um wahlweise die Kupplung (32) und/oder die Antriebseinrichtung (12) an die Verstellbewegung
des Karosseriebauteils (1) anzukoppeln.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Steuerelektronik (7) ausgelegt ist, so dass
die Kupplung (32) in Abhängigkeit von einer ermittelten Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung
der Schließbewegung und/oder von einem ermittelten zurück gelegten Schließweg des
Karosseriebauteils (1) ankoppelbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Steuerelektronik (7) ferner so ausgelegt
ist, dass die Kupplung (32) in Abhängigkeit von einem Typ oder Hersteller des Karosseriebauteils
(1), von einer Lage des Fahrzeugs, von einer Identifikation eines Benutzers des Fahrzeugs
und/oder von einem Ausgangssignal einer Logikeinheit, insbesondere einer Fuzzy-Logik
oder eines neuronalen Netzes, angekoppelt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der die Steuerelektronik (7) ferner so ausgelegt
ist, dass die Grenzen zwischen den Verstellbereichen in Abhängigkeit von der ermittelten
Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Schließbewegung und/oder von dem ermittelten
zurückgelegten Schließweg des Karosseriebauteils verändert werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Steuerelektronik (7) ferner so ausgelegt
ist, dass die Grenzen zwischen den Verstellbereichen in Abhängigkeit von einem Typ
oder Hersteller des Karosseriebauteils (1), von einer Lage des Fahrzeugs, von einer
Identifikation eines Benutzers des Fahrzeugs und/oder von einem Ausgangssignal einer
Logikeinheit, insbesondere einer Fuzzy-Logik oder eines neuronalen Netzes, verändert
werden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Antriebseinrichtung ausgelegt ist, um das
Karosseriebauteil (1) bis in eine Stellung zu verstellen, in der eine Einklemmschutzfunktion
zuverlässig gewährleistet ist, wobei einem Schloss (8) des Karosseriebauteils (1)
ferner eine Zuzieheinrichtung (9) zugeordnet ist, um das Schloss ausgehend von der
Vorraste zu verriegeln, und wobei die Zuzieheinrichtung mit der Antriebseinrichtung
(30; 70) koppelbar oder gekoppelt ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, weiterhin umfassend einen mechanischen Abstandstaster
(3) oder einen elektrischen oder elektronischen Abstandsensor (3), um das Verriegeln
des Schlosses (8) am Ende des dritten Verstellbereichs automatisch auszulösen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, weiterhin umfassend einen Sensor, um
beim Öffnen des Karosseriebauteils (1) eine Außenoberfläche desselben auf eine Kollision
mit einem Hindernis zu überwachen, wobei die Steuerelektronik (7) bei Erkennen eines
Kollisionszustands ein Feststellen des Karosseriebauteils mittels der Bremseinrichtung
(15; 32) oder eines Türfeststellers (730) auslöst.
1. A method for controlling the closing movement of a manually closable body component
for vehicles, in which method:
during the closing movement, departing from an opened position, the body component
(1) passes through a first movement range in which the body component is moved towards
the closed position without any action by a control member (7; 30; 70), and,
following the first movement range, the body component (1) passes through a second
movement range in which the closing movement of the body component is varied in such
a manner by the action of the control member (7; 30; 70) that the residual kinetic
energy of the body component does not exceed a predetermined limit value after passing
through the second movement range and arriving at a predetermined, non-vanishing opening
angle, but that the residual kinetic energy is sufficient so that the body component
(1) is automatically closed or so that the body component (1) is transferred to a
pre catch or main catch of the door lock (8).
2. A device for controlling the closing movement of a manually closable body component
for vehicles, in particular for motor vehicles, e.g. a hinged door, sliding door,
hinged/sliding door, bonnet, hinged cover, sliding roof or the like, comprising a
braking device (15; 32; 746) which is configured and coupled or capable of being coupled
to the closing movement of the body component (1) in such a manner that,
during the closing movement, departing from an opened position, the body component
(1) passes through a first movement range in which the body component is moved towards
the closed position without any action by a braking device, and,
following the first movement range, the body component (1) passes through a second
movement range in which the closing movement of the body component is varied in such
a manner by the action of the braking device (32, 746) that the residual kinetic energy
of the body component does not exceed a predetermined limit value after passing through
the second movement range and arriving at a predetermined, non-vanishing opening angle,
but that the residual kinetic energy is sufficient so that the body component (1)
is automatically closed or so that the body component (1) is transferred to a pre
catch or main catch of the door lock (8).
3. The device according to claim 2, further comprising a driving device (12; 14; 30;
70) which drives the closing movement in a third movement range following the second
movement range to the pre catch or main catch of the lock (8).
4. The device according to claim 3, further comprising an energy storage device (13;
76) which is coupled or can be coupled to the driving device in such a manner that
the driving device (12; 14; 30; 70) is driven by exhausting the energy storage device,
wherein said energy storage device (13; 76)
a) is coupled to an opening and/or closing movement of the body component (1) in such
a manner that the energy storage device (13; 76) is replenished during the manual
opening and/or closing of the body component (1) by braking or damping an opening
and/or closing movement; or
b) is coupled or can be coupled to a servomotor (16) serving for a movement function
other than the closing and/or opening of the body component (1) in such a manner that
the energy storage device can be replenished by operating the servomotor (16).
5. The device according to claim 4, wherein the driving device (70) is a window lifter
motor, a lock drive, a central locking motor or an electric arm rest servomotor so
that the energy storage device can be replenished by operating the servomotor (16)
6. The device according to claim 2 or 3, wherein the driving device (70) is driven by
an electric motor (12) in order to drive the body component in the third movement
range to the pre catch or main catch of the lock (8)
7. The device according to any of claims 2 to 6, wherein the braking device (746) is
coupled to the closing movement of the body component (1) in such a manner that the
braking device brakes the closing movement only when the second movement range is
reached, until the predetermined residual kinetic energy level has been reached, wherein
the braking device (746) is designed in such a manner that its braking rate increases
as the closing speed of the body component (1) increases, preferably in a non-linear
manner.
8. The device according to any of claims 2 to 6, further comprising a clutch (32) in
order to couple the braking device only when the second movement range is reached,
until the predetermined residual kinetic energy level has been reached, wherein the
clutch (32)
a) is designed to couple the braking device and/or a drive motor (12) for driving
the closing movement in the third movement range as required selectively to the closing
movement of the body component (1), or
b) is furthermore designed as a braking device for braking the movement of the body
component (1).
9. The device according to claim 8, further comprising an electronic control unit (7)
designed to couple the clutch (32) and/or the driving device (12) as required selectively
to the movement of the body component (1).
10. The device according to claim 9, wherein the electronic control unit (7) is designed
in such a manner that the clutch (32) can be coupled as a function of the determined
speed and/or acceleration of the closing movement and/or of the determined closing
path travelled by the body component (1).
11. The device according to claim 10, wherein the electronic control unit (7) is furthermore
designed in such a manner that the clutch (32) is coupled as a function of the model
or manufacturer of the body component (1), the position of the vehicle, the identification
of a user of the vehicle and/or an output signal from a logic unit, in particular
a fuzzy logic unit or a neural network.
12. The device according to claim 10 or 11, wherein the electronic control unit (7) is
furthermore designed in such a manner that the limits between the movement ranges
are varied as a function of the determined speed and/or acceleration of the closing
movement and/or of the determined closing path travelled by the body component.
13. The device according to claim 12, wherein the electronic control unit (7) is furthermore
designed in such a manner that the limits between the movement ranges are varied as
a function of the model or manufacturer of the body component (1), the position of
the vehicle, the identification of a user of the vehicle and/or an output signal from
a logic unit, in particular a fuzzy logic unit or a neural network.
14. The device according to claim 3, wherein the driving device is designed to move the
body component (1) into a position in which a pinch protection function is ensured
in a reliable manner, a power closing device (9) furthermore being associated with
a lock (8) of the body component (1) in order to lock the lock departing from the
pre catch, wherein the power closing device can be coupled or is coupled to the driving
device (30; 70).
15. The device according to claim 14, further comprising a mechanical distance feeler
(3) or an electrical or electronic distance sensor (3) in order to trigger locking
of the lock (8) automatically at the end of the third movement range.
16. The device according to any of claims 9 to 13, further comprising a sensor in order,
upon the opening of the body component (1), to monitor an outer surface thereof for
collision with an obstacle, the electronic control unit (7) triggering the arrest
of the body component by means of the braking device (15; 32) or a door arrester (730)
when a state of collision is detected.
1. Procédé de commande du mouvement de fermeture d'un élément de carrosserie apte à être
fermé manuellement pour véhicules, dans lequel procédé :
au cours du mouvement de fermeture, à partir d'une position ouverte, l'élément de
carrosserie (1) passe par une première plage de mouvement dans laquelle l'élément
de carrosserie est déplacé vers la position fermée sans aucune action d'un organe
de commande (7 ; 30 ; 70), et,
à la suite de la première plage de mouvement, l'élément de carrosserie (1) passe par
une deuxième plage de mouvement dans laquelle le mouvement de fermeture de l'élément
de carrosserie est modifié par l'action de l'organe de commande (7 ; 30 ; 70) d'une
manière telle que l'énergie cinétique résiduelle de l'élément de carrosserie ne dépasse
pas une valeur limite prédéterminée après le passage par la deuxième plage de mouvement
et l'arrivée à un angle d'ouverture non négligeable prédéterminé, mais d'une manière
telle que l'énergie cinétique résiduelle est suffisante de telle sorte que l'élément
de carrosserie (1) est fermé automatiquement ou de telle sorte que l'élément de carrosserie
(1) est transféré à un pré-cran d'arrêt ou un cran d'arrêt principal de la serrure
de portière (8).
2. Dispositif de commande du mouvement de fermeture d'un élément de carrosserie apte
à être fermé manuellement pour véhicules, en particulier pour des véhicules à moteur,
par exemple une portière à charnières, une portière coulissante, une portière à charnières/coulissante,
un capot, un couvercle à charnières, un toit ouvrant coulissant ou analogue, comprenant
un dispositif de freinage (15 ; 32 ; 746) qui est configuré et couplé ou apte à être
couplé au mouvement de fermeture de l'élément de carrosserie (1) d'une manière telle
que,
au cours du mouvement de fermeture, à partir d'une position ouverte, l'élément de
carrosserie (1) passe par une première plage de mouvement dans laquelle l'élément
de carrosserie est déplacé vers la position fermée sans aucune action d'un dispositif
de freinage, et,
à la suite de la première plage de mouvement, l'élément de carrosserie (1) passe par
une deuxième plage de mouvement dans laquelle le mouvement de fermeture de l'élément
de carrosserie est modifié par l'action du dispositif de freinage (32, 746) d'une
manière telle que l'énergie cinétique résiduelle de l'élément de carrosserie ne dépasse
pas une valeur limite prédéterminée après le passage par la deuxième plage de mouvement
et l'arrivée à un angle d'ouverture non négligeable prédéterminé, mais d'une manière
telle que l'énergie cinétique résiduelle est suffisante de telle sorte que l'élément
de carrosserie (1) est fermé automatiquement ou de telle sorte que l'élément de carrosserie
(1) est transféré à un pré-cran d'arrêt ou un cran d'arrêt principal de la serrure
de portière (8).
3. Dispositif selon la revendication 2, comprenant en outre un dispositif d'entraînement
(12 ; 14 ; 30 ; 70) qui entraîne le mouvement de fermeture dans une troisième plage
de mouvement à la suite de la deuxième plage de mouvement jusqu'au pré-cran d'arrêt
ou au cran d'arrêt principal de la serrure (8).
4. Dispositif selon la revendication 3, comprenant en outre un dispositif de stockage
d'énergie (13 ; 76) qui est couplé ou peut être couplé au dispositif d'entraînement
d'une manière telle que le dispositif d'entraînement (12 ; 14 ; 30 ; 70) est entraîné
par vidage du dispositif de stockage d'énergie, ledit dispositif de stockage d'énergie
(13 ; 76)
a) étant couplé à un mouvement d'ouverture et/ou de fermeture de l'élément de carrosserie
(1) d'une manière telle que le dispositif de stockage d'énergie (13 ; 76) est rempli
au cours de l'ouverture et/ou de la fermeture manuelle de l'élément de carrosserie
(1) par freinage ou amortissement d'un mouvement d'ouverture et/ou de fermeture ;
ou
b) étant couplé ou pouvant être couplé à un servomoteur (16) servant pour une fonction
de mouvement autre que la fermeture et/ou l'ouverture de l'élément de carrosserie
(1) d'une manière telle que le dispositif de stockage d'énergie peut être rempli par
actionnement du servomoteur (16).
5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le dispositif d'entraînement (70)
est un moteur de lève-vitre, une commande de serrure, un moteur de verrouillage central
ou un servomoteur d'accoudoir électrique, de telle sorte que le dispositif de stockage
d'énergie peut être rempli par actionnement du servomoteur (16).
6. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel le dispositif d'entraînement
(70) est entraîné par un moteur électrique (12) afin d'entraîner l'élément de carrosserie
dans la troisième plage de mouvement jusqu'au pré-cran d'arrêt ou au cran d'arrêt
principal de la serrure (8).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel le dispositif
de freinage (746) est couplé au mouvement de fermeture de l'élément de carrosserie
(1) d'une manière telle que le dispositif de freinage freine le mouvement de fermeture
uniquement lorsque la deuxième plage de mouvement est atteinte, jusqu'à ce que le
niveau d'énergie cinétique résiduelle prédéterminé ait été atteint, le dispositif
de freinage (746) étant agencé d'une manière telle que son niveau de freinage augmente
à mesure que la vitesse de fermeture de l'élément de carrosserie (1) augmente, de
préférence d'une manière non linéaire.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, comprenant en outre un
embrayage (32) afin de coupler le dispositif de freinage uniquement lorsque la deuxième
plage de mouvement est atteinte, jusqu'à ce que le niveau d'énergie cinétique résiduelle
prédéterminé soit atteint, l'embrayage (32)
a) étant agencé pour coupler au besoin, de manière sélective, le dispositif de freinage
et/ou un moteur d'entraînement (12) pour entraîner le mouvement de fermeture dans
la troisième plage de mouvement au mouvement de fermeture de l'élément de carrosserie
(1), ou
b) étant en outre agencé comme un dispositif de freinage pour freiner le mouvement
de l'élément de carrosserie (1).
9. Dispositif selon la revendication 8, comprenant en outre une unité de commande électronique
(7) agencée pour coupler au besoin, de manière sélective, l'embrayage (32) et/ou le
dispositif d'entraînement (12) au mouvement de l'élément de carrosserie (1).
10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel l'unité de commande électronique
(7) est agencée d'une manière telle que l'embrayage (32) peut être couplé en fonction
de la vitesse et/ou l'accélération déterminée du mouvement de fermeture et/ou du trajet
de fermeture déterminé parcouru par l'élément de carrosserie (1).
11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel l'unité de commande électronique
(7) est en outre agencée d'une manière telle que l'embrayage (32) est couplé en fonction
du modèle ou du fabricant de l'élément de carrosserie (1), de la position du véhicule,
de l'identification d'un utilisateur du véhicule et/ou d'un signal de sortie d'une
unité logique, en particulier une unité de logique floue ou un réseau neuronal.
12. Dispositif selon l'une des revendications 10 ou 11, dans lequel l'unité de commande
électronique (7) est en outre agencée d'une manière telle que les limites entre les
plages de mouvement sont amenées à varier en fonction de la vitesse et/ou l'accélération
déterminée du mouvement de fermeture et/ou du trajet de fermeture déterminé parcouru
par l'élément de carrosserie.
13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel l'unité de commande électronique
(7) est en outre agencée d'une manière telle que les limites entre les plages de mouvement
sont amenées à varier en fonction du modèle ou du fabricant de l'élément de carrosserie
(1), de la position du véhicule, de l'identification d'un utilisateur du véhicule
et/ou d'un signal de sortie d'une unité logique, en particulier une unité de logique
floue ou un réseau neuronal.
14. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le dispositif d'entraînement est
agencé pour déplacer l'élément de carrosserie (1) dans une position dans laquelle
une fonction de sécurité anti-pincement est assurée d'une manière fiable, un dispositif
de fermeture électrique (9) étant en outre associé à une serrure (8) de l'élément
de carrosserie (1) afin de verrouiller la serrure à partir du pré-cran d'arrêt, le
dispositif de fermeture électrique pouvant être couplé ou étant couplé au dispositif
d'entraînement (30 ; 70).
15. Dispositif selon la revendication 14, comprenant en outre un détecteur de distance
mécanique (3) ou un capteur de distance électrique ou électronique (3) afin de déclencher
un verrouillage de la serrure (8) automatiquement à la fin de la troisième plage de
mouvement.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, comprenant en outre un
capteur afin de surveiller, lors de l'ouverture de l'élément de carrosserie (1), une
surface externe de celui-ci pour une collision avec un obstacle, l'unité de commande
électronique (7) déclenchant l'arrêt de l'élément de carrosserie au moyen du dispositif
de freinage (15 ; 32) ou d'un dispositif d'arrêt de portière (730) lorsqu'un état
de collision est détecté.